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DE102019206137A1 - Method for synchronizing a time base of a slave to a time base of a master and arrangement - Google Patents

Method for synchronizing a time base of a slave to a time base of a master and arrangement Download PDF

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DE102019206137A1
DE102019206137A1 DE102019206137.0A DE102019206137A DE102019206137A1 DE 102019206137 A1 DE102019206137 A1 DE 102019206137A1 DE 102019206137 A DE102019206137 A DE 102019206137A DE 102019206137 A1 DE102019206137 A1 DE 102019206137A1
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DE
Germany
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response
slave
master
signal sequence
request
Prior art date
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Pending
Application number
DE102019206137.0A
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German (de)
Inventor
Alexander Meier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Priority to PCT/EP2020/061578 priority patent/WO2020221678A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren einer Zeitbasis (21) eines Slaves (4) auf eine Zeitbasis (20) eines Masters (2), wobei diese über eine Signalleitung (6) kommunizieren, umfassend die Schritte: a) Aufprägen einer Anfragesignalsequenz (10) mit einem Anfragesynchronisationsereignis (11) auf die Signalleitung (6) mittels des Slaves (4), wobei der Slave (4) einen Anfragesendezeitstempel (TS1) zum Sendezeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis (11) erfasst, b) Empfangen der Anfragesignalsequenz (10) mittels des Masters (2) über die Signalleitung (6), c) Aufprägen einer Antwortsignalsequenz (12) mit einem Antwortsynchronisationsereignis (13) auf die Signalleitung (6) mittels des Masters (4), wobei der Master (2) einen Antwortsendezeitstempel (TM) zum Sendezeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis (13) erfasst und an den Slave (4) übermittelt, d) Empfangen der Antwortsignalsequenz (12) mittels des Slaves (4), wobei ein Antwortempfangszeitstempel (TS2) zum Empfangszeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis (13) erfasst wird, e) Schätzen der Zeitbasis (20) des Masters (2) auf Grundlage der Zeitstempel (TS1,TS2,TM) mittels des Slaves (4), f) Anpassen der Zeitbasis (21) des Slaves (4) auf die geschätzten Zeitbasis (20) des Masters (2). Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung (1).The invention relates to a method for synchronizing a time base (21) of a slave (4) to a time base (20) of a master (2), these communicating via a signal line (6), comprising the steps: a) impressing a request signal sequence (10 ) with a request synchronization event (11) on the signal line (6) by means of the slave (4), the slave (4) recording a request sending time stamp (TS1) at the time of sending the request synchronization event (11), b) receiving the request signal sequence (10) by means of the Masters (2) via the signal line (6), c) impressing a response signal sequence (12) with a response synchronization event (13) on the signal line (6) by means of the master (4), the master (2) sending a response time stamp (TM) to the The sending time of the response synchronization event (13) is recorded and transmitted to the slave (4), d) receiving the response signal sequence (12) by means of the slave (4), with a response reception time stamp (TS2) for receiving gszeitpunkt the response synchronization event (13) is detected, e) estimating the time base (20) of the master (2) on the basis of the time stamp (TS1, TS2, TM) by means of the slave (4), f) adapting the time base (21) of the slave (4) on the estimated time base (20) of the master (2). The invention also relates to an arrangement (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren einer Zeitbasis eines Slaves auf eine Zeitbasis eines Masters und eine Anordnung.The invention relates to a method for synchronizing a time base of a slave to a time base of a master and to an arrangement.

In Anordnungen von elektronischen Steuergeräten, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, ist es für das Erfassen von Messwerten und für das Ausführen von Befehlen unerlässlich, dass die einzelnen Steuergeräte eine synchronisierte Zeitbasis aufweisen.In arrangements of electronic control devices, for example in motor vehicles, it is essential for the acquisition of measured values and for the execution of commands that the individual control devices have a synchronized time base.

Aus der DE 10 2011 003 345 A1 ist bekannt, Zeit- und Taktinformationen von einem als Master arbeitenden Steuergerät an ein als Slave arbeitendes Steuergerät zu übermitteln. Ein weiteres Verfahren zum Synchronisieren von Steuergeräten in einer Master-Slave-Anordnung ist aus der DE 10 2014 107 305 A1 bekannt.From the DE 10 2011 003 345 A1 it is known to transmit time and clock information from a control unit operating as a master to a control unit operating as a slave. Another method for synchronizing control devices in a master-slave arrangement is from the DE 10 2014 107 305 A1 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Synchronisieren einer Zeitbasis eines Slaves auf eine Zeitbasis eines Masters und eine Anordnung zu schaffen, bei denen das Synchronisieren verbessert ist.The invention is based on the object of creating a method for synchronizing a time base of a slave to a time base of a master and an arrangement in which the synchronization is improved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, the object is achieved by a method having the features of claim 1 and an arrangement having the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Synchronisieren einer Zeitbasis eines Slaves auf eine Zeitbasis eines Masters zur Verfügung gestellt, wobei der Slave und der Master über eine hierfür reservierte elektrische Signalleitung miteinander kommunizieren, umfassend die Schritte:

  1. a) Aufprägen einer Anfragesignalsequenz auf die elektrische Signalleitung mittels des Slaves, wobei die Anfragesignalsequenz ein Anfragesynchronisationsereignis umfasst, und wobei der Slave lokal einen Anfragesendezeitstempel zum Sendezeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis erfasst,
  2. b) Empfangen der Anfragesignalsequenz mittels des Masters über die elektrische Signalleitung,
  3. c) Aufprägen einer Antwortsignalsequenz auf die elektrische Signalleitung mittels des Masters, wobei die Antwortsignalsequenz zumindest ein Antwortsynchronisationsereignis umfasst, wobei der Master lokal einen Antwortsendezeitstempel zum Sendezeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis erfasst und an den Slave übermittelt,
  4. d) Empfangen der Antwortsignalsequenz mittels des Slaves, wobei ein Antwortempfangszeitstempel zum Empfangszeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis erfasst wird,
  5. e) Schätzen der Zeitbasis des Masters auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels, des erfassten Antwortempfangszeitstempels und des empfangenen Antwortsendezeitstempels mittels des Slaves,
  6. f) Anpassen der Zeitbasis des Slaves auf Grundlage der geschätzten Zeitbasis des Masters.
In particular, a method is provided for synchronizing a time base of a slave to a time base of a master, the slave and the master communicating with one another via an electrical signal line reserved for this purpose, comprising the steps:
  1. a) impressing a request signal sequence on the electrical signal line by means of the slave, wherein the request signal sequence comprises a request synchronization event, and wherein the slave locally detects a request sending time stamp at the time of sending the request synchronization event,
  2. b) receiving the request signal sequence by means of the master via the electrical signal line,
  3. c) impressing a response signal sequence on the electrical signal line by means of the master, the response signal sequence comprising at least one response synchronization event, the master locally acquiring a response transmission time stamp at the transmission time of the response synchronization event and transmitting it to the slave,
  4. d) Receiving the response signal sequence by means of the slave, with a response reception time stamp being recorded at the time the response synchronization event is received,
  5. e) Estimating the time base of the master on the basis of the recorded request transmission time stamp, the recorded response reception time stamp and the received response transmission time stamp by means of the slave,
  6. f) Adjusting the time base of the slave based on the estimated time base of the master.

Ferner wird eine Anordnung geschaffen, umfassend einen Master mit einer Zeitbasis, mindestens einen Slave mit einer Zeitbasis, und mindestens eine reservierte elektrische Signalleitung, über die der mindestens eine Slave mit dem Master kommunizieren kann, wobei der mindestens eine Slave derart ausgebildet ist, eine Anfragesignalsequenz auf die elektrische Signalleitung aufzuprägen, wobei die Anfragesignalsequenz ein Anfragesynchronisationsereignis umfasst, und lokal einen Anfragesendezeitstempel zum Sendezeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis zu erfassen; und wobei der Master derart ausgebildet ist, die Anfragesignalsequenz über die elektrische Signalleitung zu empfangen und anschließend eine Antwortsignalsequenz auf die elektrische Signalleitung aufzuprägen, wobei die Antwortsignalsequenz zumindest ein Antwortsynchronisationsereignis umfasst, und lokal einen Antwortsendezeitstempel zum Sendezeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis zu erfassen und an den Slave zu übermitteln; und wobei der mindestens eine Slave ferner derart ausgebildet ist, die Antwortsignalsequenz zu empfangen und hierbei einen Antwortempfangszeitstempel zum Empfangszeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis zu erfassen, und die Zeitbasis des Masters auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels, des erfassten Antwortempfangszeitstempels und des empfangenen Antwortsendezeitstempels zu schätzen, und die Zeitbasis des Slaves auf Grundlage der geschätzten Zeitbasis des Masters anzupassen.Furthermore, an arrangement is created comprising a master with a time base, at least one slave with a time base, and at least one reserved electrical signal line via which the at least one slave can communicate with the master, the at least one slave being designed in such a way as to provide a request signal sequence impressing on the electrical signal line, the request signal sequence including a request synchronization event, and locally detecting a request sending time stamp at the sending time of the request synchronization event; and wherein the master is designed to receive the request signal sequence via the electrical signal line and then impress a response signal sequence on the electrical signal line, the response signal sequence comprising at least one response synchronization event, and locally to detect a response transmission time stamp at the transmission time of the response synchronization event and to transmit it to the slave ; and wherein the at least one slave is further configured to receive the response signal sequence and thereby to acquire a response reception time stamp at the time of receipt of the response synchronization event, and to estimate the time base of the master on the basis of the acquired request transmission time stamp, the acquired response reception time stamp and the received response transmission time stamp, and the time base of the slave based on the estimated time base of the master.

Das Verfahren und die Anordnung ermöglichen es, eine Zeitbasis eines Slaves über eine hierfür reservierte elektrische Signalleitung auf eine Zeitbasis eines Masters zu synchronisieren. Das Synchronisieren der Zeitbasen soll hierbei insbesondere bedeuten, dass eine Zeit auf einer Uhr des Slaves einer Zeit auf einer Uhr des Masters angeglichen wird. Die elektrische Signalleitung besteht ausschließlich zwischen dem Master und dem Slave. Sollen weitere Slaves auf die Zeitbasis des Masters synchronisiert werden, so sind entsprechend weitere elektrische Signalleitungen vorgesehen. Zu Beginn des Verfahrens erzeugt der Slave eine Anfrage in Form einer Anfragesignalsequenz, welche auf die elektrische Signalleitung durch Setzen entsprechender Spannungswerte aufgeprägt wird. Die Anfragesignalsequenz umfasst hierbei Signale, insbesondere elektrische High- und Low-Spannungswerte. Die Anfragesignalsequenz umfasst ein Anfragesynchronisationsereignis. Ein Anfragesendezeitstempel, das heißt ein Zeitpunkt, zu dem das Anfragesynchronisationsereignis innerhalb der Anfragesignalsequenz vom Slave gesendet wird, wird mittels des Slaves erfasst und beispielsweise in einem Speicher des Slaves hinterlegt. Der Anfragesendezeitstempel weist die Zeitbasis des Slaves auf. Der Master empfängt die Anfragesignalsequenz und erzeugt anschließend eine Antwortsignalsequenz. Die Antwortsignalsequenz umfasst zumindest ein Antwortsynchronisationsereignis. Die erzeugte Antwortsignalsequenz wird mittels des Masters auf die elektrische Signalleitung durch Setzen entsprechender Spannungswerte aufgeprägt. Die Antwortsignalsequenz umfasst hierbei Signale, insbesondere elektrische High- und Low-Spannungswerte. Ein Antwortsendezeitstempel, das heißt ein Zeitpunkt, zu dem das Antwortsynchronisationsereignis innerhalb der Antwortsignalsequenz vom Master gesendet wird, wird mittels des Master erfasst und ebenfalls an den Slave übermittelt. Der Antwortsendezeitstempel weist die Zeitbasis des Masters auf und kann beispielsweise ebenfalls als Teil der Antwortsignalsequenz an den Slave übermittelt werden. Der Slave empfängt die Antwortsignalsequenz über die elektrische Signalleitung und erfasst hierbei einen Antwortempfangszeitstempel zum Empfangszeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis, das heißt den Zeitpunkt, zu dem das Antwortsynchronisationsereignis vom Slave empfangen wird. Der Slave schätzt anschließend die Zeitbasis des Masters auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels, des erfassten Antwortempfangszeitstempels und des empfangenen Antwortsendezeitstempels und passt die Zeitbasis des Slaves auf Grundlage der geschätzten Zeitbasis an.The method and the arrangement make it possible to synchronize a time base of a slave to a time base of a master via an electrical signal line reserved for this purpose. Synchronizing the In this context, time bases should in particular mean that a time on a clock of the slave is aligned with a time on a clock of the master. The electrical signal line exists exclusively between the master and the slave. If further slaves are to be synchronized to the time base of the master, further electrical signal lines are provided accordingly. At the beginning of the process, the slave generates a request in the form of a request signal sequence, which is impressed on the electrical signal line by setting appropriate voltage values. The request signal sequence here includes signals, in particular electrical high and low voltage values. The request signal sequence includes a request synchronization event. A request sending time stamp, that is to say a point in time at which the request synchronization event is sent from the slave within the request signal sequence, is recorded by means of the slave and stored, for example, in a memory of the slave. The request sending time stamp shows the time base of the slave. The master receives the query signal sequence and then generates a response signal sequence. The response signal sequence includes at least one response synchronization event. The response signal sequence generated is impressed on the electrical signal line by means of the master by setting appropriate voltage values. The response signal sequence here includes signals, in particular electrical high and low voltage values. A response transmission time stamp, that is to say a point in time at which the response synchronization event is sent from the master within the response signal sequence, is recorded by the master and likewise transmitted to the slave. The response transmission time stamp has the time base of the master and can, for example, also be transmitted to the slave as part of the response signal sequence. The slave receives the response signal sequence via the electrical signal line and in doing so detects a response reception time stamp at the time of receipt of the response synchronization event, that is to say the time at which the response synchronization event is received by the slave. The slave then estimates the time base of the master on the basis of the acquired request transmission time stamp, the acquired response reception time stamp and the received response transmission time stamp and adjusts the time base of the slave based on the estimated time base.

Im einfachsten Fall kann das Anpassen der Zeitbasis des Slaves durch Übernehmen der geschätzten Zeitbasis des Masters erfolgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Zeitbasis des Slaves schrittweise auf die geschätzte Zeitbasis des Masters angepasst wird. In the simplest case, the time base of the slave can be adjusted by adopting the estimated time base of the master. However, it can also be provided that the time base of the slave is gradually adapted to the estimated time base of the master.

Der Vorteil des Verfahrens und der Anordnung ist, dass es möglich ist, über eine einzelne elektrische Signalleitung eine Zeitsynchronisation zu realisieren, welche eine hohe Synchronisationsgenauigkeit ermöglicht. Insbesondere die definierten Synchronisationsereignisse ermöglichen ein genaues Festlegen von Zeitpunkten innerhalb der Kommunikation zwischen dem Master und dem Slave, auf deren Grundlage eine Zeitbasis des Masters mit hoher Genauigkeit geschätzt werden kann. Eine zuverlässige Zeitsynchronisation wird hierdurch ermöglicht. Zuverlässigkeit der Zeitsynchronisation bezeichnet hierbei die Tatsache, dass die Zeitsynchronisation hinsichtlich einer Synchronisationsgenauigkeit in Bezug auf eine Betriebssicherheit (engl. Safety) in einer Güte von Automotive Safety Integrity Level (ASIL) A bis zu ASIL D gemäß ISO 26262 umgesetzt werden kann.The advantage of the method and the arrangement is that it is possible to implement a time synchronization via a single electrical signal line, which enables a high degree of synchronization accuracy. In particular, the defined synchronization events make it possible to precisely define times within the communication between the master and the slave, on the basis of which a time base of the master can be estimated with high accuracy. This enables reliable time synchronization. Reliability of the time synchronization refers to the fact that the time synchronization can be implemented in terms of synchronization accuracy with regard to operational safety in a quality from Automotive Safety Integrity Level (ASIL) A to ASIL D according to ISO 26262.

Die Begriffe Master und Slave bezeichnen jeweils Steuergeräte, welche zusammen nach dem Master-Slave-Prinzip arbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung bedeutet dies, dass der Slave eine Zeitbasis auf eine Zeitbasis des Masters synchronisiert, das heißt der Master gibt eine gemeinsame Zeitbasis bzw. eine Zeit für eine Uhr des Slaves vor. Die Steuergeräte können als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.The terms master and slave each refer to control devices that work together according to the master-slave principle. In connection with the invention, this means that the slave synchronizes a time base to a time base of the master, that is, the master specifies a common time base or a time for a clock of the slave. The control devices can be designed as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor.

Es wird in Zusammenhang mit dem Verfahren und der Anordnung insbesondere davon ausgegangen, dass die Zeitbasen bzw. Uhren im Master und im Slave, welche diese Zeitbasen bereitstellen, bestimmte Eigenschaften erfüllen:

  • - die Zeitbasen bzw. die Uhren selbst sind ASIL-tauglich und manipulationssicher,
  • - die Zeitbasen sind streng monoton steigend,
  • - eine bestimmte Taktgenauigkeit liegt in einem vorgegebenen Bereich (z.B. +/- 100 ppm),
  • - eine vorgegebene Auflösung (z.B. 1 ns) wird erreicht und
  • - eine vorgegebene Ablesegenauigkeit (z.B. 1 ns) wird erreicht.
In connection with the method and the arrangement, it is assumed in particular that the time bases or clocks in the master and in the slave, which provide these time bases, meet certain properties:
  • - the time bases or the clocks themselves are ASIL-compatible and tamper-proof,
  • - the time bases are strictly increasing,
  • - a certain clock accuracy is in a given range (e.g. +/- 100 ppm),
  • - A specified resolution (eg 1 ns) is achieved and
  • - A specified reading accuracy (eg 1 ns) is achieved.

Die Signalleitung ist insbesondere als elektrische Signalleitung ausgebildet. Dies bedeutet, dass auf die Signalleitung zumindest an deren Enden bzw. Schnittstellen zu dem Master und dem Slave Signale in elektrischer Form, beispielsweise als Spannungspulse, aufgeprägt und empfangen werden können. Es ist jedoch möglich, dass die Signalleitung zwischen den Enden zumindest teilweise nicht elektrisch ausgebildet ist, beispielsweise können Signale abschnittsweise auch drahtlos oder über Lichtwellenleiter übertragen werden. Die Signalleitung umfasst in diesem Fall entsprechende Umsetzer, sodass an deren Enden wieder mit elektrischen Signalen gearbeitet werden kann.The signal line is designed in particular as an electrical signal line. This means that signals in electrical form, for example as voltage pulses, can be impressed and received on the signal line at least at its ends or interfaces to the master and the slave. It is however, it is possible that the signal line between the ends is at least partially non-electrical, for example signals can also be transmitted in sections wirelessly or via optical waveguides. In this case, the signal line includes corresponding converters so that electrical signals can be used again at their ends.

Das Anfragesynchronisationsereignis und das Antwortsynchronisationsereignis sind insbesondere an ausgezeichneten Positionen innerhalb der Signalsequenzen angeordnet, das heißt an Positionen, die dem Master und dem Slave jeweils bekannt sind. Handelt es sich bei der Signalsequenz beispielsweise um eine kodierte Bitfolge, so sind die Synchronisationsereignisse jeweils an einer bestimmten Position innerhalb dieser Bitfolge angeordnet. Sowohl der Master als auch der Slave kennen die Position des jeweiligen Synchronisationsereignisses und können daher beim Auftreten bzw. Beobachten des jeweiligen Synchronisationsereignisses einen Zeitstempel in ihrer lokalen Zeitbasis bzw. auf ihrer lokalen Uhr erfassen.The request synchronization event and the response synchronization event are arranged in particular at marked positions within the signal sequences, that is to say at positions which are known to the master and the slave. If the signal sequence is, for example, a coded bit sequence, the synchronization events are each arranged at a specific position within this bit sequence. Both the master and the slave know the position of the respective synchronization event and can therefore record a time stamp in their local time base or on their local clock when the respective synchronization event occurs or is observed.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels des Slaves eine Rundreisezeit (engl. round trip time) auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels und des erfassten Antwortempfangszeitstempels berechnet und überprüft wird. Der Slave bildet hierzu beispielsweise die Differenz aus dem erfassten Antwortempfangszeitstempel und dem erfassten Anfragesendezeitstempel. Die Differenz entspricht dann der Rundreisezeit. Im Rahmen der Überprüfung der Rundreisezeit kann die berechnete Rundreisezeit beispielsweise mit einem Schwellenwert verglichen werden. Überschreitet die berechnete Rundreisezeit den Schwellenwert oder ist diese gleich dem Schwellenwert, so ergibt die Überprüfung als Ergebnis, dass die Zeitsynchronisation nicht integer ist. Eine Ursache hierfür kann beispielsweise ein „Man-in-the-Middle“-Angriff sein, bei dem ein Angreifer sich in die Signalleitung geschaltet hat und versucht, eine Synchronisation zwischen dem Master und dem Slave zu stören oder zu verändern. Liegt die Rundreisezeit jedoch unterhalb des Schwellenwertes, so ergibt die Überprüfung als Ergebnis, dass die Zeitsynchronisation integer ist. Das Ergebnis wird beispielsweise als analoges oder digitales Überprüfungssignal ausgeben. Das Feststellen der Integrität der Zeitsynchronisation ist eine der Anforderungen, um die Zeitsynchronisation sicher gegen eine Manipulation zu machen.In one embodiment it is provided that a round trip time is calculated and checked by means of the slave on the basis of the recorded request transmission time stamp and the recorded response reception time stamp. For this purpose, the slave forms, for example, the difference between the recorded response reception time stamp and the recorded request transmission time stamp. The difference then corresponds to the round trip time. As part of the review of the round trip time, the calculated round trip time can be compared with a threshold value, for example. If the calculated round trip time exceeds the threshold value or if this is equal to the threshold value, the result of the check is that the time synchronization is not integer. One reason for this can be a “man-in-the-middle” attack, in which an attacker has switched himself into the signal line and tries to disrupt or change a synchronization between the master and the slave. However, if the round trip time is below the threshold value, the result of the check is that the time synchronization is integer. The result is output as an analog or digital test signal, for example. Establishing the integrity of the time synchronization is one of the requirements for making the time synchronization secure against manipulation.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anfragesignalsequenz eine kodierte Challenge umfasst, wobei der Master auf Grundlage der Challenge eine Response erzeugt und bereitstellt und die Antwortsignalsequenz die kodierte Response umfasst, und wobei die empfangene Response mittels des Slaves in Abhängigkeit der gesendeten Challenge überprüft wird. Hierdurch kann eine Authentifizierung und/oder Autorisierung des Masters seitens des Slaves erfolgen. Nur wenn der Master auf die Challenge die richtige Response erzeugt und übermittelt, wird davon ausgegangen, dass der Master authentisch bzw. autorisiert ist. Um die Zeitsynchronisation gegen Replay-Attacken zu schützen, ist hierbei wesentlich, dass die Challenge einem nicht vorhersagbaren Muster folgt. Ein Überprüfungsergebnis kann beispielsweise in Form eines entsprechenden Überprüfungsergebnissignals bereitgestellt und/oder ausgegeben werden. Eine Response kann beispielsweise über eine XOR-Operation aus einer vom Slave übermittelten Identifikationskennung und einer nur dem Slave und dem Master bekannten Information gebildet werden. Durch die Authentifizierung und/oder Autorisierung des Masters lässt sich eine weitere Anforderung erfüllen, um die Zeitsynchronisation sicher gegen eine Manipulation zu machen.In one embodiment it is provided that the request signal sequence comprises an encoded challenge, the master generating and providing a response based on the challenge and the response signal sequence comprising the encoded response, and the received response being checked by the slave as a function of the challenge sent. This allows the master to be authenticated and / or authorized by the slave. Only if the master generates and transmits the correct response to the challenge is it assumed that the master is authentic or authorized. In order to protect the time synchronization against replay attacks, it is essential that the challenge follows an unpredictable pattern. A check result can be provided and / or output, for example, in the form of a corresponding check result signal. A response can be formed, for example, via an XOR operation from an identification code transmitted by the slave and information known only to the slave and the master. The authentication and / or authorization of the master can meet a further requirement in order to make the time synchronization secure against manipulation.

Das Erfüllen der vorgenannten Anforderungen ist insbesondere vorteilhaft, wenn nicht sichergestellt ist, dass alle Verbindungen, das heißt alle Abschnitte der Signalleitung, zwischen dem Master und dem Slave als vertrauenswürdig eingestuft werden können.Fulfilling the aforementioned requirements is particularly advantageous if it is not ensured that all connections, that is to say all sections of the signal line, between the master and the slave can be classified as trustworthy.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Schätzen der Zeitbasis des Masters auf Grundlage einer linearen Extrapolationsfunktion erfolgt. Im einfachsten Fall wird die lineare Extrapolationsfunktion auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels, des erfassten Antwortempfangszeitstempels und des empfangenen Antwortsendezeitstempels gebildet. Eine Schätzung der Zeitbasis des Masters kann dann für jeden beliebigen Zeitpunkt durchgeführt werden.In one embodiment it is provided that the estimation of the time base of the master takes place on the basis of a linear extrapolation function. In the simplest case, the linear extrapolation function is formed on the basis of the recorded request transmission time stamp, the recorded response reception time stamp and the received response transmission time stamp. An estimate of the time base of the master can then be carried out for any point in time.

Die lineare Extrapolationsfunktion lautet beispielsweise wie folgt: tm ( ts ) = ( ts-TS2 ) + TM + RND ,

Figure DE102019206137A1_0001
wobei tm die geschätzte Zeitbasis des Masters ist, ts die Zeitbasis des Slaves, TS2 der Antwortempfangszeitstempel, TM der Antwortsendezeitstempel und RND eine unbekannte Antwortverzögerung, welche in einem Intervall von 0 und der Rundreisezeit (TS2 - TS1) liegt. Die unbekannte Antwortverzögerung führt zu einem Fehler beim Schätzen der Zeitbasis des Masters. Sind alle Werte erfasst bzw. empfangen, so kann über die oben angegebene Gleichung mittels des Slaves die Zeitbasis des Masters geschätzt werden.For example, the linear extrapolation function is as follows: tm ( ts ) = ( ts-TS2 ) + TM + RND ,
Figure DE102019206137A1_0001
where tm is the estimated time base of the master, ts the time base of the slave, TS2 the response reception timestamp, TM the reply send timestamp and RND an unknown response delay, which occurs in an interval of 0 and the round trip time ( TS2 - TS1 ) lies. The unknown response delay results in a Error in estimating the time base of the master. Once all values have been recorded or received, the time base of the master can be estimated using the above equation using the slave.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Master lokal einen Anfrageeingangszeitstempel zum Empfangszeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis erfasst, wobei die Antwortsignalsequenz zusätzlich den erfassten Anfrageeingangszeitstempel umfasst, und wobei das Schätzen der Zeitbasis des Masters zusätzlich auf Grundlage des empfangenen Anfrageeingangszeitstempels erfolgt. Hierdurch kann eine Zeitdauer, die der Master nach dem Empfangen der Anfragesignalsequenz benötigt, um die Antwortsignalsequenz bereitzustellen beim Schätzen der Zeitbasis des Masters berücksichtigt werden. Ein Fehler beim Schätzen der Zeitbasis des Masters lässt sich hierdurch verringern.In a further embodiment, it is provided that the master locally records a request input time stamp at the time of receipt of the request synchronization event, the response signal sequence additionally including the recorded request input time stamp, and the estimation of the time base of the master also taking place on the basis of the received request input time stamp. As a result, a period of time which the master needs after receiving the request signal sequence in order to provide the response signal sequence can be taken into account when estimating the time base of the master. This can reduce an error when estimating the time base of the master.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anfragesynchronisationsereignis an einem Anfang der Anfragesignalsequenz und das Antwortsynchronisationsereignis an einem Ende der Antwortsignalsequenz angeordnet sind. An einem Anfang soll hierbei bedeuten, dass das Anfragesynchronisationsereignis zeitlich an einer Position möglichst weit vorne in der Anfragesignalsequenz angeordnet ist. An einem Ende soll entsprechend bedeuten, dass das Antwortsynchronisationsereignis zeitlich an einer Position möglichst weit hinten in der Antwortsignalsequenz angeordnet ist. Einfach ausgedrückt kann eine Attacke auf die Zeitsynchronisation zwischen Master und Slave im Zeitraum zwischen den beiden Synchronisationsereignisses erkannt werden, außerhalb, das heißt vor dem Anfragesynchronisationsereignis und nach dem Antwortsynchronisationsereignis, hingegen nicht. Indem die Synchronisationsereignisse möglichst weit am Anfang und am Ende innerhalb der Signalsequenzen angeordnet werden, kann dieser Zeitraum vergrößert werden, sodass das Erkennen einer Attacke daher über einen größeren Zeitraum möglich ist und eine Zeitsynchronisation sicherer ist.In one embodiment it is provided that the query synchronization event is arranged at a start of the query signal sequence and the response synchronization event is arranged at an end of the response signal sequence. At the beginning of this is intended to mean that the query synchronization event is temporally arranged at a position as far forward as possible in the query signal sequence. At one end is intended to mean that the response synchronization event is temporally arranged at a position as far back as possible in the response signal sequence. In simple terms, an attack on the time synchronization between master and slave can be detected in the period between the two synchronization events, but not outside of it, that is to say before the request synchronization event and after the response synchronization event. By arranging the synchronization events as far as possible at the beginning and at the end within the signal sequences, this period of time can be increased so that an attack can be detected over a longer period and time synchronization is more reliable.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels des Masters eine digitale Signatur erzeugt wird und als Teil der Antwortsignalsequenz an den Slave übermittelt wird, wobei die digitale Signatur mittels des Slaves überprüft wird. Hierdurch kann eine Authentizität und/oder Autorisierung des Masters überprüft werden. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass eine Response auf eine an den Master übermittelte Challenge des Slaves in die Antwortsignalsequenz des Masters eingefügt wird und die digitale Signatur ebenfalls über diese Challenge berechnet wird. Da nur der Slave und der Master ein zugrundeliegendes Geheimnis zum Ableiten einer Antwort auf die Challenge kennen, kann der Slave den Master eindeutig als Absender der Antwortsignalsequenz identifizieren. Hierdurch kann erkannt werden, ob die Antwortsignalsequenz beim Übertragen über eine nicht vertrauenswürdige Signalleitung manipuliert wurde. Insbesondere kann die Zeitsynchronisation hierdurch vor Replay-Attacken geschützt werden. Durch die Authentifizierung und/oder Autorisierung des Masters mittels der digitalen Signatur lässt sich die Zeitsynchronisation noch sicherer gegen eine Manipulation machen.In a further embodiment it is provided that a digital signature is generated by means of the master and is transmitted to the slave as part of the response signal sequence, the digital signature being checked by means of the slave. This allows the authenticity and / or authorization of the master to be checked. In particular, it is provided here that a response to a challenge of the slave transmitted to the master is inserted into the response signal sequence of the master and the digital signature is also calculated using this challenge. Since only the slave and the master know an underlying secret for deriving a response to the challenge, the slave can uniquely identify the master as the sender of the response signal sequence. This makes it possible to identify whether the response signal sequence was manipulated when it was transmitted via an untrustworthy signal line. In particular, this can protect the time synchronization from replay attacks. By authenticating and / or authorizing the master using the digital signature, time synchronization can be made even more secure against manipulation.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die digitale Signatur und/oder die Anfragesignalsequenz und/oder die Antwortsignalfrequenz mittels kryptographischer Verfahren erzeugt bzw. verschlüsselt werden. Beispielsweise kann das AES-256-Verfahren verwendet werden.In a development it is provided that the digital signature and / or the request signal sequence and / or the response signal frequency are generated or encrypted by means of cryptographic methods. For example, the AES-256 method can be used.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anfragesignalsequenz und die Antwortsignalsequenz als binäre Kodierungen ausgebildet sind.In one embodiment it is provided that the query signal sequence and the response signal sequence are designed as binary codings.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die binäre Information der Bits in der binären Kodierung jeweils über einen Pegelwechsel ausgedrückt werden, wobei das Anfragesynchronisationsereignis und das Antwortsynchronisationsereignis jeweils mit Pegelwechseln korrespondieren, die jeweils an ausgezeichneten Positionen in den Sequenzen angeordnet sind. Hierdurch können Zeitstempel für die Synchronisationsereignisse besonders gut erfasst werden. Ferner ist es möglich, die Synchronisationsereignisse mit einer zeitlich höheren Auflösung bereitzustellen, wenn die Flanken bei den Pegelwechseln entsprechend steil ausgebildet sind. Insbesondere ist es möglich, die Signalsequenzen mittels günstiger Mikrocontroller mit digitalen Ein-/Ausgängen mit Interruptfunktion umzusetzen. Ferner kann die elektrische Signalleitung jeweils über ein Paar aus Ein- und Ausgang zwischen Master und Slave ausgebildet werden. Die digitalen Eingänge werden dann derart betrieben, dass bei jedem Pegelwechsel ein entsprechender Interrupt ausgelöst wird. Es lässt sich hiermit eine kostengünstige Synchronisation von Master und Slave umsetzen. Als Kodierung kann beispielsweise der Manchester-Code verwendet werden.In a further development, it is provided that the binary information of the bits in the binary coding is expressed in each case via a level change, the query synchronization event and the response synchronization event each corresponding to level changes, which are each arranged at marked positions in the sequences. This allows time stamps for the synchronization events to be recorded particularly well. It is also possible to provide the synchronization events with a higher temporal resolution if the edges are designed to be correspondingly steep during the level changes. In particular, it is possible to implement the signal sequences using inexpensive microcontrollers with digital inputs / outputs with an interrupt function. Furthermore, the electrical signal line can be formed between master and slave via a pair of input and output. The digital inputs are then operated in such a way that a corresponding interrupt is triggered each time the level changes. This enables cost-effective synchronization of master and slave to be implemented. The Manchester code, for example, can be used as coding.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anfragesignalsequenz und/oder die Antwortsignalsequenz mindestens eine weitere Information umfassen. Dies kann insbesondere eine Checksumme (CRC) und/oder ein eindeutiges Identifikationsmerkmal für die Sequenzen und/oder ein eindeutiges Identifikationsmerkmal für den Master oder den Slave und/oder ein eindeutiges Identifikationsmerkmal für die Zeitbasis sein. Die Synchronisation zwischen Master und Slave kann hierdurch weiter verbessert werden.In one embodiment it is provided that the request signal sequence and / or the response signal sequence include at least one additional item of information. This can, in particular, be a checksum (CRC) and / or a unique identification feature for the sequences and / or a unique one Be an identification feature for the master or the slave and / or a unique identification feature for the time base. This can further improve the synchronization between master and slave.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Antwortsendezeitstempel im Anschluss an die Antwortsignalsequenz separat an den Slave übermittelt wird. Dies kann insbesondere in Form einer direkt nachfolgenden Signalsequenz erfolgen. Hierdurch kann eine Synchronisationsgenauigkeit weiter verbessert werden, da in der Regel ein erfasster Antwortsendezeitstempel erst bereitgestellt werden kann, nachdem die Antwortsignalsequenz bereits übermittelt wurde. Zwar kann der Antwortsendezeitstempel auch geschätzt werden, jedoch kann dieser von einem realen Antwortsendezeitpunkt abweichen, beispielsweise aufgrund einer Verzögerung bei der Abarbeitung einzelner Tasks in einem Mikrocontroller des Masters.In one embodiment it is provided that the response transmission time stamp is transmitted separately to the slave following the response signal sequence. This can take place in particular in the form of a directly following signal sequence. As a result, synchronization accuracy can be further improved, since as a rule a recorded response transmission time stamp can only be provided after the response signal sequence has already been transmitted. The reply send time stamp can also be estimated, but it can deviate from a real reply send time, for example due to a delay in the processing of individual tasks in a microcontroller of the master.

Es kann vorgesehen sein, dass das Schätzen der Zeitbasis des Masters auf Grundlage von mindestens zwei Synchronisationszyklen erfolgt. Dies kann beispielsweise in Form einer Ratenanpassung erfolgen. Hierzu werden die Zeitstempel von beispielsweise zwei Synchronisationszyklen miteinander ins Verhältnis gesetzt. Für ein Ratenverhältnis RR ergibt sich dann: RR= ( TM_2-TM_1 , ) / ( TS 2 _ 2 TS 2 _ 1 ) ,

Figure DE102019206137A1_0002
wobei die bereits bekannten Bezeichnungen jeweils durch einen Index für die Synchronisationszyklen gekennzeichnet wurden. In der linearen Extrapolationsfunktion wird das Ratenverhältnis RR dann wie folgt berücksichtigt: tm ( ts ) = ( ts TS2 ) * RR + TM + RND
Figure DE102019206137A1_0003
Um einen absoluten Fehler beim Erfassen der Zeitstempel TM_x und TSx zu minimieren, wird ein zeitlicher Abstand zwischen den Synchronisationszyklen möglichst groß gewählt.It can be provided that the time base of the master is estimated on the basis of at least two synchronization cycles. This can be done, for example, in the form of a rate adjustment. For this purpose, the time stamps of, for example, two synchronization cycles are set in relation to one another. The following then results for a rate ratio RR: RR = ( TM_2-TM_1 , ) / ( TS 2 _ 2 - TS 2 _ 1 ) ,
Figure DE102019206137A1_0002
The names that are already known have been identified by an index for the synchronization cycles. In the linear extrapolation function, the rate ratio RR is then taken into account as follows: tm ( ts ) = ( ts - TS2 ) * RR + TM + RND
Figure DE102019206137A1_0003
In order to minimize an absolute error when capturing the time stamps TM_x and TSx, a time interval between the synchronization cycles is selected as large as possible.

Merkmale zur Ausgestaltung der Anordnung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile der Anordnung sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens.Features for the configuration of the arrangement result from the description of configurations of the method. The advantages of the arrangement are in each case the same as in the embodiments of the method.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Anordnung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines zeitlichen Ablaufs des Verfahrens zur Verdeutlichung des Schätzens der Zeitbasis des Masters.
The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the figures. Here show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the arrangement;
  • 2 a schematic representation of a time sequence of the method to illustrate the estimation of the time base of the master.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Anordnung 1 gezeigt. Die Anordnung 1 umfasst ein Steuergerät, das als Master 2 auftritt. Der Master 2 weist eine Uhr 3 mit einer Zeitbasis 20 auf. Ferner umfasst die Anordnung 1 ein Steuergerät, das als Slave 4 auftritt. Der Slave 4 weist eine Uhr 5 mit einer Zeitbasis 21 auf. Zum Synchronisieren der Zeitbasis 21 der Uhr 5 des Slaves 4 auf die Zeitbasis 20 der Uhr 4 des Masters 2 kommunizieren der Master 2 und der Slave 4 über eine Signalleitung 6. Diese Signalleitung 6 ist insbesondere eine elektrische Signalleitung.In 1 Figure 3 is a schematic representation of one embodiment of the arrangement 1 shown. The order 1 includes a control unit that acts as a master 2 occurs. The master 2 shows a clock 3 with a time base 20th on. The arrangement also includes 1 a control unit that acts as a slave 4th occurs. The slave 4th shows a clock 5 with a time base 21st on. To synchronize the time base 21st the clock 5 of the slave 4th on the time base 20th the clock 4th of the master 2 communicate the master 2 and the slave 4th via a signal line 6 . This signal line 6 is in particular an electrical signal line.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die elektrische Signalleitung 6 zwischen digitalen Eingängen und Ausgängen des Masters 2 und des Slaves 4 ausgebildet ist. Insbesondere können Pegeländerungen auf der elektrischen Signalleitung 6 jedes Mal einen Interrupt an den digitalen Eingängen auslösen.It can be provided, for example, that the electrical signal line 6 between digital inputs and outputs of the master 2 and the slave 4th is trained. In particular, level changes on the electrical signal line can occur 6 trigger an interrupt at the digital inputs every time.

Es kann vorgesehen sein, dass weitere Steuergeräte als weitere Slaves 7 mit dem Master 2 über jeweils weitere Signalleitungen 8 verbunden sind und synchronisiert werden.It can be provided that further control units act as further slaves 7th with the master 2 via further signal lines 8th connected and synchronized.

Der Slave 4 ist derart ausgebildet, eine Anfragesignalsequenz 10 auf die Signalleitung 6 aufzuprägen, wobei die Anfragesignalsequenz 10 ein Anfragesynchronisationsereignis 11 umfasst. Der Slave 4 erfasst beim Aufprägen lokal einen Anfragesendezeitstempel zum Sendezeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignisses 11.The slave 4th is designed in such a way, a request signal sequence 10 on the signal line 6 to impress, the request signal sequence 10 a request synchronization event 11 includes. The slave 4th When imprinted locally, records a request sending time stamp at the sending time of the request synchronization event 11 .

Der Master 2 ist derart ausgebildet, die Anfragesignalsequenz 10 über die Signalleitung 6 zu empfangen und anschließend eine Antwortsignalsequenz 12 auf die Signalleitung 6 aufzuprägen, wobei die Antwortsignalsequenz 12 zumindest ein Antwortsynchronisationsereignis 13 umfasst. Der Master 2 erfasst beim Aufprägen lokal einen Antwortsendezeitstempel TM zum Sendezeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis 13 und übermittelt den erfassten Antwortsendezeitstempel TM an den Slave 4.The master 2 is designed such that the request signal sequence 10 over the signal line 6 to receive and then a response signal sequence 12 on the signal line 6 to impress, with the Response signal sequence 12 at least one response synchronization event 13 includes. The master 2 records a response time stamp locally when stamped TM at the time the response synchronization event was sent 13 and transmits the captured response sending time stamp TM to the slave 4th .

Der Antwortsendezeitstempel TM kann als Teil der Antwortsignalsequenz 12 übermittelt werden. Alternativ ist es auch möglich, dass der Antwortsendezeitstempel TM in einer der Antwortsignalsequenz 12 nachfolgenden Signalsequenz übermittelt wird.The reply send timestamp TM can be used as part of the response signal sequence 12 be transmitted. Alternatively, it is also possible that the response time stamp TM in one of the response signal sequence 12 subsequent signal sequence is transmitted.

Der Slave 4 ist ferner derart ausgebildet, die Antwortsignalsequenz 12 über die Signalleitung 6 zu empfangen und hierbei einen Antwortempfangszeitstempel zum Empfangszeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis 13 zu erfassen.The slave 4th is also designed in such a way, the response signal sequence 12 over the signal line 6 and in this case a response reception time stamp at the time of receipt of the response synchronization event 13 capture.

Anschließend schätzt der Slave 4 die Zeitbasis 20 des Masters 2 auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels, des erfassten Antwortempfangszeitstempels und des empfangenen Antwortsendezeitstempels TM. Der Slave 4 passt die Zeitbasis 21 der Uhr 5 anschließend auf Grundlage der geschätzten Zeitbasis 20 des Masters 2 an.The slave then estimates 4th the time base 20th of the master 2 based on the captured request sending time stamp, the captured response receiving time stamp, and the received response sending time stamp TM . The slave 4th fits the time base 21st the clock 5 then based on the estimated time base 20th of the master 2 on.

Es kann vorgesehen sein, dass mittels des Slaves 4 eine Rundreisezeit auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels und des erfassten Antwortempfangszeitstempels berechnet und überprüft wird.It can be provided that by means of the slave 4th a round trip time is calculated and checked based on the captured request sending time stamp and the captured response receiving time stamp.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Anfragesignalsequenz 10 eine kodierte Challenge umfasst, wobei der Master 2 auf Grundlage der Challenge eine Response erzeugt und bereitstellt und die Antwortsignalsequenz 12 die kodierte Response umfasst, und wobei die empfangene Response mittels des Slaves 4 in Abhängigkeit der gesendeten Challenge überprüft wird. Die Response kann beispielsweise eine als Teil der Anfragesequenz 10 übermittelte Identifikationskennung umfassen, auf die eine XOR-Operation mit einer nur dem Slave und dem Master bekannten Information angewendet wurde.It can also be provided that the request signal sequence 10 comprises an encoded challenge, the master 2 a response is generated and made available on the basis of the challenge and the response signal sequence 12 comprises the coded response, and wherein the received response by means of the slave 4th is checked depending on the challenge sent. The response can be, for example, as part of the query sequence 10 include transmitted identification code to which an XOR operation was applied with information known only to the slave and the master.

Weiter kann vorgesehen sein, dass das Schätzen der Zeitbasis 20 des Masters 2 auf Grundlage einer linearen Extrapolationsfunktion erfolgt.It can also be provided that the time base is estimated 20th of the master 2 is based on a linear extrapolation function.

Es kann vorgesehen sein, dass der Master 2 lokal einen Anfrageeingangszeitstempel zum Empfangszeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis 11 erfasst, wobei die Antwortsignalsequenz 12 zusätzlich den erfassten Anfrageeingangszeitstempel umfasst, und wobei das Schätzen der Zeitbasis 20 des Masters 2 zusätzlich auf Grundlage des empfangenen Anfrageeingangszeitstempels erfolgt.It can be provided that the master 2 locally an incoming request timestamp at the time of receipt of the request synchronization event 11 detected, the response signal sequence 12 additionally comprises the captured inquiry receipt time stamp, and wherein estimating the time base 20th of the master 2 additionally takes place on the basis of the received request timestamp.

Es kann vorgesehen sein, dass das Anfragesynchronisationsereignis 11 an einem Anfang der Anfragesignalsequenz 10 und das Antwortsynchronisationsereignis 13 an einem Ende der Antwortsignalsequenz 12 angeordnet sind.It can be provided that the query synchronization event 11 at a beginning of the query signal sequence 10 and the response synchronization event 13 at one end of the response signal sequence 12 are arranged.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass mittels des Masters 2 eine digitale Signatur erzeugt wird und als Teil der Antwortsignalsequenz 12 an den Slave 4 übermittelt wird, wobei die digitale Signatur mittels des Slaves 4 überprüft wird.It can further be provided that by means of the master 2 a digital signature is generated and as part of the response signal sequence 12 to the slave 4th is transmitted, the digital signature by means of the slave 4th is checked.

Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die digitale Signatur und/oder die Anfragesignalsequenz 10 und/oder die Antwortsignalfrequenz 12 mittels kryptographischer Verfahren erzeugt bzw. verschlüsselt werden, beispielsweise mittels des AES-256-Verfahrens.In a further development, it can be provided that the digital signature and / or the request signal sequence 10 and / or the response signal frequency 12 be generated or encrypted using cryptographic methods, for example using the AES-256 method.

Es kann vorgesehen sein, dass die Anfragesignalsequenz 10 und die Antwortsignalsequenz 12 als binäre Kodierungen ausgebildet sind.It can be provided that the request signal sequence 10 and the response signal sequence 12 are designed as binary codes.

Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die binäre Information der Bits in der binären Kodierung jeweils über einen Pegelwechsel ausgedrückt werden, wobei das Anfragesynchronisationsereignis 11 und das Antwortsynchronisationsereignis 13 jeweils mit Pegelwechseln korrespondieren, die jeweils an ausgezeichneten Positionen innerhalb der Sequenzen 10, 12 angeordnet sind.In a further development, provision can be made for the binary information of the bits in the binary coding to be expressed in each case via a level change, with the query synchronization event 11 and the response synchronization event 13 each correspond to level changes, each at marked positions within the sequences 10 , 12 are arranged.

In 2 ist eine schematische Darstellung eines zeitlichen Ablaufs des Verfahrens zur Verdeutlichung des Schätzens der Zeitbasis des Masters 2 auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels TS1, des erfassten Antwortempfangszeitstempels TS2 und des empfangenen Antwortsendezeitstempels TM gezeigt.In 2 is a schematic representation of a time sequence of the method to illustrate the estimation of the time base of the master 2 based on the recorded request send time stamp TS1 , of the response received timestamp captured TS2 and the received reply send time stamp TM shown.

Der Slave 4 sendet eine Anfragesignalsequenz 10 über eine Signalleitung 6 an den Master 2, wobei ein Anfragesendezeitstempel TS1 auf einer lokalen Uhr des Slaves 4 zu dem Zeitpunkt erfasst wird, an dem ein in der Anfragesignalsequenz 10 enthaltenes Anfragesynchronisationsereignis 11 versendet wird.The slave 4th sends a query signal sequence 10 via a signal line 6 to the master 2 , where a request send timestamp TS1 on a local clock of the slave 4th is detected at the point in time when a in the query signal sequence 10 included request synchronization event 11 is shipped.

Der Master 2 empfängt die Anfragesignalsequenz 10 und erstellt eine Antwortsignalsequenz 12, welche anschließend über die Signalleitung 6 an den Slave 4 übermittelt wird, wobei ein Antwortsendezeitstempel TM auf einer lokalen Uhr des Masters 2 zu dem Zeitpunkt erfasst wird, an dem ein in der Antwortsignalsequenz 12 enthaltenes Antwortsynchronisationsereignis 13 versendet wird. Der Antwortsendezeitstempel TM wird ebenfalls an den Slave 4 übermittelt. Dies kann als Teil der Antwortsignalsequenz 12 erfolgen oder im Rahmen einer nachfolgend übermittelten Sequenz.The master 2 receives the query signal sequence 10 and creates a response signal sequence 12 which is then transmitted via the signal line 6 to the slave 4th is transmitted, with a response sending time stamp TM on a local clock of the master 2 is detected at the time a in the response signal sequence 12 contained response synchronization event 13 is shipped. The reply send timestamp TM is also sent to the slave 4th transmitted. This can be done as part of the response signal sequence 12 take place or in the context of a subsequently transmitted sequence.

Der Slave 4 empfängt die Antwortsignalsequenz 12 und erfasst einen Antwortempfangszeitstempel TS2 auf der lokalen Uhr des Slaves 4 zu dem Zeitpunkt, an dem das in der Antwortsignalsequenz 12 enthaltene Antwortsynchronisationsereignis 13 empfangen wird.The slave 4th receives the response signal sequence 12 and acquires a response reception time stamp TS2 on the local clock of the slave 4th at the time at which that in the response signal sequence 12 contained response synchronization event 13 Will be received.

Die dargestellten Sequenzen 10, 12 und die dargestellten Synchronisationsereignisse 11, 13 sind lediglich beispielhaft gewählt und können auch anders ausgebildet sein bzw. an anderen Positionen innerhalb der Sequenzen 10, 12 angeordnet sein.The sequences shown 10 , 12 and the synchronization events shown 11 , 13 are chosen merely as examples and can also be designed differently or at other positions within the sequences 10 , 12 be arranged.

Anschließend schätzt der Slave 4 eine Zeitbasis der Uhr des Masters 2 auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels TS1, des erfassten Antwortempfangszeitstempels TS2 und des empfangenen Antwortsendezeitstempels TM.The slave then estimates 4th a time base of the master's clock 2 based on the recorded request send time stamp TS1 , of the response received timestamp captured TS2 and the received reply send time stamp TM .

Dies erfolgt mittels einer linearen Extrapolationsfunktion, die beispielsweise wie folgt aussieht: tm ( ts ) = ( ts-TS2 ) + TM + RND ,

Figure DE102019206137A1_0004
wobei tm die geschätzte Zeitbasis des Masters 2 ist und ts die Zeitbasis des Slaves 4. RND ist eine unbekannte Antwortverzögerung, welche in einem Intervall zwischen 0 und der Rundreisezeit RTT (= TS2 - TS1) liegt und welche die unbekannte Zeit zwischen dem Absenden und dem Empfangen des Antwortsynchronisationsereignisses 13 beschreibt. Die unbekannte Antwortverzögerung RND führt zu einem Fehler beim Schätzen der Zeitbasis des Masters 2. Sind alle Werte erfasst bzw. empfangen, so kann über die oben angegebene Gleichung mittels des Slaves 4 die Zeitbasis des Masters 2 geschätzt werden.This is done using a linear extrapolation function, which looks, for example, as follows: tm ( ts ) = ( ts-TS2 ) + TM + RND ,
Figure DE102019206137A1_0004
where tm is the estimated time base of the master 2 and ts is the time base of the slave 4th . RND is an unknown response delay, which occurs in an interval between 0 and the round trip time RTT (= TS2 - TS1) and which is the unknown time between sending and receiving the response synchronization event 13 describes. The unknown response delay RND leads to an error when estimating the time base of the master 2 . Once all values have been recorded or received, the above equation can be used using the slave 4th the time base of the master 2 to be appreciated.

Da der Slave 4 keinerlei Aussage darüber treffen kann, wo der Antwortsendezeitstempel TM innerhalb des Intervalls TS1:TS2 liegt, können bei der Antwortverzögerung RND zwei Extremfälle auftreten, welche den Bereich an möglichen Werten auf ein Intervall zwischen 0 und der Rundreisezeit RTT festlegen. Im ersten Extremfall ist die Antwortverzögerung RND gleich der Rundreisezeit RTT, im anderen Extremfall ist die Antwortverzögerung RND gleich 0. Der größtmögliche Fehler beim Schätzen der Zeitbasis des Masters 2 ist demnach festgelegt durch RTT.Because the slave 4th cannot make any statement about where the response transmission timestamp TM within the interval TS1 : TS2 is, can delay the response RND two extreme cases occur which limit the range of possible values to an interval between 0 and the round trip time RTT establish. In the first extreme case is the response delay RND equal to the round trip time RTT , in the other extreme case is the response delay RND equals 0. The greatest possible error in estimating the time base of the master 2 is therefore determined by RTT .

Der Slave 4 kann beim Festlegen der linearen Extrapolationsfunktion für die Antwortverzögerung RND also prinzipiell jeden beliebigen Wert innerhalb des Intervalls 0:RTT wählen und hierdurch die Lage des Fehlers bestimmen. Wählt der Slave 4 den Wert 0, so bewirkt dies, dass seine synchronisierte Uhr um 0 bis maximal RTT gegenüber dem Master 2 nachgeht. Wählt der Slave alternativ den Wert RTT für die Antwortverzögerung RND, so bewirkt dies, dass seine Uhr um 0 bis maximal RTT gegenüber dem Master 2 vorgeht.The slave 4th when setting the linear extrapolation function for the response delay RND basically any value within the interval 0 : Select RTT and thereby determine the location of the error. The slave chooses 4th the value 0 So this causes its synchronized clock to go from 0 to a maximum RTT towards the master 2 pursues. Alternatively, the slave selects the value RTT for the response delay RND so this causes its clock to go from 0 to a maximum RTT towards the master 2 going on.

Sind die erfassten bzw. empfangenen Werte beispielsweise die folgenden:

  • TS1 = 10 ms,
  • TS2 = 12 ms,
  • TM = 16 ms, RND= [ 0 : 2 ( = TS2 TS 1 ) ] ms ,
    Figure DE102019206137A1_0005
so ergibt sich die folgende lineare Extrapolationsfunktion: tm ( 13 ) = ( 13 ms-12 ms ) + 16  ms + RND
Figure DE102019206137A1_0006
Extremfall 1:tm  ( 13  ms ) = ( 13  ms-12 ms ) + 16  ms + 2 ms = 19 ms
Figure DE102019206137A1_0007
Extremfall 2:tm  ( 13  ms ) = ( 13  ms-12 ms ) + 16  ms + 0 ms = 17 ms
Figure DE102019206137A1_0008
For example, if the values recorded or received are the following:
  • TS1 = 10 ms,
  • TS2 = 12 ms,
  • TM = 16 ms, RND = [ 0 : 2 ( = TS2 - TS 1 ) ] ms ,
    Figure DE102019206137A1_0005
this results in the following linear extrapolation function: tm ( 13 ) = ( 13 ms-12 ms ) + 16 ms + RND
Figure DE102019206137A1_0006
Extreme case 1: tm ( 13 ms ) = ( 13 ms-12 ms ) + 16 ms + 2 ms = 19 ms
Figure DE102019206137A1_0007
Extreme case 2: tm ( 13 ms ) = ( 13 ms-12 ms ) + 16 ms + 0 ms = 17 ms
Figure DE102019206137A1_0008

Der größtmöglicher Fehler ist dann 2 ms.The largest possible error is then 2 ms.

Es kann vorgesehen sein, dass der Master 4 zusätzlich lokal einen Anfrageeingangszeitstempel TM_IN zum Empfangszeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis 11 erfasst, wobei die Antwortsignalsequenz 12 zusätzlich den erfassten Anfrageeingangszeitstempel TM_IN umfasst, und
wobei das Schätzen der Zeitbasis des Masters 2 zusätzlich auf Grundlage des empfangenen Anfrageeingangszeitstempels TM_IN erfolgt. Hierdurch kann eine Verarbeitungsdauer MRT, die der Master 2 nach dem Empfangen der Anfragesignalsequenz 10 benötigt, um die Antwortsignalsequenz 12 bereitzustellen, beim Schätzen der Zeitbasis des Masters 2 berücksichtigt werden. Hierdurch kann ein Fehler beim Schätzen der Zeitbasis des Masters 2 verringert werden.
It can be provided that the master 4th In addition, an incoming request time stamp locally TM_IN at the time of receipt of the request synchronization event 11 detected, the response signal sequence 12 additionally the recorded request receipt time stamp TM_IN includes, and
where estimating the time base of the master 2 additionally based on the received request timestamp TM_IN he follows. This can reduce processing time MRI who the master 2 after receiving the query signal sequence 10 needed to get the response signal sequence 12 when estimating the time base of the master 2 be taken into account. This can lead to an error when estimating the time base of the master 2 be reduced.

Es ergibt sich dann: MRT=TM-TM_IN

Figure DE102019206137A1_0009
It then results: MRT = TM-TM_IN
Figure DE102019206137A1_0009

Dies führt zu einer Verringerung des größtmöglichen Fehlers: Extremfall 1:RND=RTT-MRT

Figure DE102019206137A1_0010
Extremfall 2:RND = 0
Figure DE102019206137A1_0011
This leads to a reduction in the greatest possible error: Extreme case 1: RND = RTT-MRT
Figure DE102019206137A1_0010
Extreme case 2: RND = 0
Figure DE102019206137A1_0011

Der größtmöglicher Fehler ist dann RTT - MRT < RTT.The largest possible error is then RTT - MRT <RTT.

Ein Fehler bei der Synchronisation kann hierdurch weiter verringert werden.This can further reduce errors in synchronization.

Der Slave 4 kann ferner die Rundreisezeit RTT gegen einen Schwellenwert überprüfen. Ist die Rundreisezeit RTT größer oder gleich dem Schwellenwert, so besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Signalleitung 6 manipuliert wurde. Die Synchronisationsgenauigkeit wird in diesem Fall als nicht mehr integer beurteilt und ein entsprechendes Überprüfungsergebnis als Überprüfungssignal ausgegeben.The slave 4th can also include the round trip time RTT check against a threshold. Is the round trip time RTT greater than or equal to the threshold value, there is a probability that the signal line 6 has been manipulated. In this case, the synchronization accuracy is judged to no longer have integrity and a corresponding check result is output as a check signal.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Anordnungarrangement
22
Mastermaster
33
UhrClock
44th
SlaveSlave
55
UhrClock
66th
SignalleitungSignal line
77th
weiterer Slaveanother slave
88th
weitere Signalleitungfurther signal line
1010
AnfragesignalsequenzQuery signal sequence
1111
AnfragesynchronisationsereignisRequest synchronization event
1212
AntwortsignalsequenzResponse signal sequence
1313th
AntwortsynchronisationsereignisResponse synchronization event
2020th
Zeitbasis (Master)Time base (master)
2121st
Zeitbasis (Slave)Time base (slave)
TMTM
AntwortsendezeitstempelReply send timestamp
TM_INTM_IN
AnfrageeingangszeitstempelIncoming request timestamp
TS1TS1
AnfragesendezeitstempelRequest send timestamp
TS2TS2
AntwortempfangszeitstempelResponse reception timestamp
RNDRND
AntwortverzögerungResponse delay
RTTRTT
RundreisezeitRound trip time
MRTMRI
VerarbeitungsdauerProcessing time

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011003345 A1 [0003]DE 102011003345 A1 [0003]
  • DE 102014107305 A1 [0003]DE 102014107305 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zum Synchronisieren einer Zeitbasis (21) eines Slaves (4) auf eine Zeitbasis (20) eines Masters (2), wobei der Slave (4) und der Master (2) über eine hierfür reservierte elektrische Signalleitung (6) miteinander kommunizieren, umfassend die Schritte: a) Aufprägen einer Anfragesignalsequenz (10) auf die elektrische Signalleitung (6) mittels des Slaves (4), wobei die Anfragesignalsequenz (10) ein Anfragesynchronisationsereignis (11) umfasst, und wobei der Slave (4) lokal einen Anfragesendezeitstempel (TS1) zum Sendezeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis (11) erfasst, b) Empfangen der Anfragesignalsequenz (10) mittels des Masters (2) über die elektrische Signalleitung (6), c) Aufprägen einer Antwortsignalsequenz (12) auf die elektrische Signalleitung (6) mittels des Masters (4), wobei die Antwortsignalsequenz (12) zumindest ein Antwortsynchronisationsereignis (13) umfasst, wobei der Master (2) lokal einen Antwortsendezeitstempel (TM) zum Sendezeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis (13) erfasst und an den Slave (4) übermittelt, d) Empfangen der Antwortsignalsequenz (12) mittels des Slaves (4), wobei ein Antwortempfangszeitstempel (TS2) zum Empfangszeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis (13) erfasst wird, e) Schätzen der Zeitbasis (20) des Masters (2) auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels (TS1), des erfassten Antwortempfangszeitstempels (TS2) und des empfangenen Antwortsendezeitstempels (TM) mittels des Slaves (4), f) Anpassen der Zeitbasis (21) des Slaves (4) auf Grundlage der geschätzten Zeitbasis (20) des Masters (2).Method for synchronizing a time base (21) of a slave (4) to a time base (20) of a master (2), the slave (4) and the master (2) communicating with one another via an electrical signal line (6) reserved for this purpose, comprising the steps: a) impressing a request signal sequence (10) on the electrical signal line (6) by means of the slave (4), wherein the request signal sequence (10) comprises a request synchronization event (11), and the slave (4) locally a request sending time stamp (TS1) at the time of sending the request synchronization event (11) recorded, b) receiving the request signal sequence (10) by means of the master (2) via the electrical signal line (6), c) impressing a response signal sequence (12) on the electrical signal line (6) by means of the master (4), wherein the response signal sequence (12) comprises at least one response synchronization event (13), the master (2) locally a response time stamp (TM) at the time of transmission the response synchronization event (13) is recorded and transmitted to the slave (4), d) receiving the response signal sequence (12) by means of the slave (4), a response reception time stamp (TS2) being recorded at the time of receipt of the response synchronization event (13), e) estimating the time base (20) of the master (2) on the basis of the recorded request transmission time stamp (TS1), the recorded response reception time stamp (TS2) and the received response transmission time stamp (TM) by means of the slave (4), f) Adaptation of the time base (21) of the slave (4) on the basis of the estimated time base (20) of the master (2). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Slaves (4) eine Rundreisezeit (RTT) auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels (TS1) und des erfassten Antwortempfangszeitstempels (TS2) berechnet und überprüft wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a round trip time (RTT) is calculated and checked by means of the slave (4) on the basis of the recorded request transmission time stamp (TS1) and the recorded response reception time stamp (TS2). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfragesignalsequenz (10) eine kodierte Challenge umfasst, wobei der Master (2) auf Grundlage der Challenge eine Response erzeugt und bereitstellt und die Antwortsignalsequenz (12) die kodierte Response umfasst, und wobei die empfangene Response mittels des Slaves (4) in Abhängigkeit der gesendeten Challenge überprüft wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the request signal sequence (10) comprises a coded challenge, wherein the master (2) generates and provides a response based on the challenge and the response signal sequence (12) comprises the coded response, and wherein the received response by means of the slave ( 4) is checked depending on the challenge sent. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schätzen der Zeitbasis (20) des Masters (2) auf Grundlage einer linearen Extrapolationsfunktion erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the time base (20) of the master (2) is estimated on the basis of a linear extrapolation function. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Master (2) lokal einen Anfrageeingangszeitstempel (TM_IN) zum Empfangszeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis (11) erfasst, wobei die Antwortsignalsequenz (12) zusätzlich den erfassten Anfrageeingangszeitstempel (TM_IN) umfasst, und wobei das Schätzen der Zeitbasis (20) des Masters (2) zusätzlich auf Grundlage des empfangenen Anfrageeingangszeitstempels (TM_IN) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the master (2) locally detects a request input time stamp (TM_IN) at the time of receipt of the request synchronization event (11), the response signal sequence (12) additionally including the recorded request input time stamp (TM_IN), and where the estimation the time base (20) of the master (2) is also based on the received request input time stamp (TM_IN). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfragesynchronisationsereignis (11) an einem Anfang der Anfragesignalsequenz (10) und das Antwortsynchronisationsereignis (13) an einem Ende der Antwortsignalsequenz (12) angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the query synchronization event (11) is arranged at a start of the query signal sequence (10) and the response synchronization event (13) is arranged at an end of the response signal sequence (12). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfragesignalsequenz (10) und die Antwortsignalsequenz (12) als binäre Kodierungen ausgebildet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the request signal sequence (10) and the response signal sequence (12) are designed as binary codings. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die binäre Information der Bits in der binären Kodierung jeweils über einen Pegelwechsel ausgedrückt werden, wobei das Anfragesynchronisationsereignis (11) und das Antwortsynchronisationsereignis (13) jeweils mit Pegelwechseln korrespondieren, die jeweils an ausgezeichneten Positionen in den Sequenzen (10,12) angeordnet sind.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the binary information of the bits are expressed in the binary coding in each case via a level change, the request synchronization event (11) and the response synchronization event (13) each corresponding to level changes which are each at marked positions in the sequences (10, 12 ) are arranged. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antwortsendezeitstempel (TM) im Anschluss an die Antwortsignalsequenz (12) separat an den Slave (4) übermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the response transmission time stamp (TM) is transmitted separately to the slave (4) following the response signal sequence (12). Anordnung (1), umfassend: einen Master (2) mit einer Zeitbasis (20), mindestens einen Slave (4) mit einer Zeitbasis (21), und mindestens eine reservierte elektrische Signalleitung (6), über die der mindestens eine Slave (4) mit dem Master (2) kommunizieren kann, wobei der mindestens eine Slave (4) derart ausgebildet ist, eine Anfragesignalsequenz (10) auf die elektrische Signalleitung (6) aufzuprägen, wobei die Anfragesignalsequenz (10) ein Anfragesynchronisationsereignis (11) umfasst, und lokal einen Anfragesendezeitstempel (TS1) zum Sendezeitpunkt des Anfragesynchronisationsereignis (11) zu erfassen; und wobei der Master (2) derart ausgebildet ist, die Anfragesignalsequenz (10) über die elektrische Signalleitung (6) zu empfangen und anschließend eine Antwortsignalsequenz (12) auf die elektrische Signalleitung (6) aufzuprägen, wobei die Antwortsignalsequenz (12) zumindest ein Antwortsynchronisationsereignis (13) umfasst, und lokal einen Antwortsendezeitstempel (TM) zum Sendezeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis (13) zu erfassen und an den Slave (4) zu übermitteln; und wobei der mindestens eine Slave (4) ferner derart ausgebildet ist, die Antwortsignalsequenz (12) zu empfangen und hierbei einen Antwortempfangszeitstempel (TS2) zum Empfangszeitpunkt des Antwortsynchronisationsereignis (13) zu erfassen, und die Zeitbasis (20) des Masters (2) auf Grundlage des erfassten Anfragesendezeitstempels (TS1), des erfassten Antwortempfangszeitstempels (TS2) und des empfangenen Antwortsendezeitstempels (TM) zu schätzen, und die Zeitbasis (21) des Slaves (4) auf Grundlage der geschätzten Zeitbasis (20) des Masters (2) anzupassen.Arrangement (1), comprising: a master (2) with a time base (20), at least one slave (4) with a time base (21), and at least one reserved electrical signal line (6) via which the at least one slave (4) can communicate with the master (2), the at least one slave (4) being designed to transmit a request signal sequence (10) to the electrical signal line (6) ) to impress, wherein the request signal sequence (10) comprises a request synchronization event (11), and locally to detect a request transmission time stamp (TS1) at the time of transmission of the request synchronization event (11); and wherein the master (2) is designed to receive the request signal sequence (10) via the electrical signal line (6) and then to impress a response signal sequence (12) on the electrical signal line (6), the response signal sequence (12) at least one response synchronization event (13) comprises, and locally detecting a response transmission time stamp (TM) at the transmission time of the response synchronization event (13) and transmitting it to the slave (4); and wherein the at least one slave (4) is further designed to receive the response signal sequence (12) and thereby record a response reception time stamp (TS2) at the time of receipt of the response synchronization event (13) and the time base (20) of the master (2) To estimate the basis of the recorded request transmission time stamp (TS1), the recorded response reception time stamp (TS2) and the received response transmission time stamp (TM), and to adapt the time base (21) of the slave (4) on the basis of the estimated time base (20) of the master (2).
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