DE3018275A1 - Vorrichtung zur optimierung von daten und/oder programmen fuer programmierte steuergeraete - Google Patents
Vorrichtung zur optimierung von daten und/oder programmen fuer programmierte steuergeraeteInfo
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Description
3015275
κ 6 30 3
30.4.1980 Ve/Hm
ROBERT BOSCH GMBH3 7000 STUTTGART 1
Vorrichtung zur Optimierung von Daten und/oder Programmen für programmierte Steuergeräte
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Optimierungsvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Zur Entwicklung,
Korrektur und Weiterentwicklung von Daten und Programmen von programmierten Steuergeräten, insbesondere Steuergeräten
mit Mikrorechnern, ist es bekannt, entweder die von den Mikrorechner-Herstellern angebotenen Entwicklungssysteme
zu verwenden, oder einen größeren Pechner als Wirts-Rechner einzusetzen. Ein solches Entwicklungssystem
ist z.B. unter der Bezeichnung M68 SDS3M der Firma Motorola im Handel erhältlich. Die bekannten Systeme
weisen eine große Zahl von Hilfsmitteln und Variationsmöglichkeiten auf, sie sind aber durch die Vielzahl
ihrer Baugruppen nur für den Einsatz im Labor geeignet. Es hat sich-jedoch herausgestellt, daß oftmals der Bedarf
an einem einfacheren Gerät besteht, das am Einsatzort
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des mit einem Mikrorechner ausgestatteten Steuergeräts
dessen Programme, bzw. Daten zu ändern vermag. Dies trifft im" besonderen Maße .für die mikrorechnergesteuerte Zündung,
Einspritzung oder Getriebesteuerung· in einem Kraftfahrzeug zu."
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sie als tragbares Gerät am Einsatzort des mikrorechnergesteuerten
Steuergeräts einfache Änderungen des Programms oder der Daten dieses Mikrorechners während dessen Betrieb durchführen
kann. Dadurch ist eine Optimierung von Parametern, Kennlinien und Kennfeldern eines solchen Steuergeräts während des Betriebs
leicht möglichj, da die Auswirkungen sofort spürbar
sind. Durch die Programmänderungen über Kodierschalteinrichtungen wird durch deren vorprogrammierte Änderungen
des Programms eine einfachste Bedienung auch durch Personen ermöglicht, die mit der Programmierung nicht vertraut sind.
Durch die im Nebenanspruch und dessen Unteransprächen
aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung
dadurch möglich, daß durch die Weiterbildung als tragbares Entwicklungssystem alternativ auch tiefgreifendere und variablere Änderungen im Programm und. in den
Daten durchgeführt werden können. Als autarkes Gerät ist dies ebenfalls während des Betriebs des Steuergeräts möglich, zusätzlich besteht die Möglichkeit des Laborbetriebs,
bei dem aufwendige Peripheriegeräte zusätzlich angeschlossen werden können, ohne die jedoch auch eine ausreichende Funktion
möglich ist. Neben der Weiterbildung und Verbesserung
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des Hauptanspruchs sind diese Maßnahmen zur Ausbildung als tragbares Entwicklungssystem von selbständiger erfinderischer
Bedeutung .
Durch die in'den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich, sowie vorteilhafte
Kombinationen mit dem im Nebenanspruch angegebenen Entwicklungssystem gegeben. Besonders vorteilhaft ist es, dem
Programm- und Datenspeicher, der als nichtflüchtiger Arbeitsspeicher
ausgebildet ist, einen zweiten, parallelen Speicher zuzuordnen, wobei jeweils der eine Speicher das Programm
und die Daten für das Steuergerät vorgibt und der andere Speicher zur Umprogrammierung zur Verfügung steht. Die
Möglichkeit eines Datenaustausches zwischen diesen Speichern ist ebenfalls besonders vorteilhaft.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Möglichkeit von Programmänderungen über
Kodierschalteinrichtungen und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in der erweiterten Ausführung als
Entwicklungssystem.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel besteht
aus zwei Teilen: Der Speichereinheit 10, die ganz oder teilweise den Programm- und Datenspeicher des Mikroprozessors
im Steuergerät 11 ersetzt, wobei der somit nicht näher dargestellte Mikroprozessor im Steuergerät" direkt mit der Speichereinheit
10 zusammenarbeitet und der Kontrolleinheit 12, die das Laden, Lesen oder Ändern der Inhalte der Speicher^-
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einheit 10 ermöglicht und mit dieser über eine serielle
Schnittstelle 13 verbunden ist. Diese Schnittstelle ist vorzugsweise eine genormte V24 bzw. RS232-Sehnittstelle,
wie sie aus dem eingangs angegebenen Stand der Technik
bekannt ist. Die beiden Teile 10, 11 befinden sich am Einsatzort des Steuergeräts 11 und sind während dessen Betrieb
verwendbar. Ist das Steuergerät 11 z.B. ein elektronisches Steuergerät mit Mikrorechner im Kraftfahrzeug, so
können die beiden Teile 1O3 12 der Öptimierungsvorrichtung
vorzugsweise in zwei Gehäusen untergebracht sein, wobei
die Speichereinheit 10 am Steuergerät 11 untergebracht ist
und die Kontrolleinheit 12 in der Nähe der Bedienungsperson, also z.B. am Beifahrersitz. Der Aufwand für das dadurch
erforderliche relativ lange Verbindungskabel wird durch die serielle Schnittstelle 13 spürbar reduziert und die
Störsicherheit erhöht.
Die Kontrolleinheit 12 enthält.einen Mikrorechner 14 3
an dem eine aus drei Drehstufenschaltern 15, 16, 17 bestehende Kodierschalteinrichtung l8,ein Tastenfeld 19 3
ein PROM-Kodierer 20,eine Anzeigevorrichtung (Display) sowie ein Speicher (PROM) 21 zur Speicherung der Informationen für die Adress- und Datenzuweisung, angeschlossen
ist. . " ':.
In der Speichereinheit 10 befindet sich ein weiterer
Mikrorechner 22, an dem drei RAM-Speicher23 bis 25 angeschlossen
sind. Diese Speicher sollten statisch und nichtflüchtig, bzw. batteriegepuffert sein, um bei Spannungseinbrüchen oder bei Abschaltung der Versorgungsspannung
den Inhalt nicht zu verlieren. Die beiden Speicher 21I-,
25 sind über eine Umsehalteinrichtung 26 mit dem Steuergerät
11 verbunden. Die Umschaltung der Umschalteinrichtung erfolgt über den Mikrorechner 22. ."-."■
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·::■:■' 63°3
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß zu Beginn einer Optimierung, bzw. Daten- oder Programmänderung"
das zu optimierende Programm mit Hilfe des PROM-Kodierers parallel in die Speicher 2k, 25 eingelesen wird.
Die beiden Mikrorechner 1*1, 22 übernehmen dabei den Datenverkehr
zwischen der Kontrolleinheit 12 und der Speichereinheit 10. über den Umschalter 26 ist nun einer der beiden
Speicher 2k, 25, gemäß Fig. 1 der Speicher 2k, mit dem Steuergerät
11 verbunden und liefert das Programm und die Daten für den dort arbeitenden Mikroprozessor. Über die Kodierschalteinrichtung
18 können nun in dem nicht mit dem Steuergerät 11 verbundenen Speicher 25 Programm- bzw. Datenänderungen
vorgenommen werden. Durch jede Stellung eines Drehstufenschalters 15 bis 17 in der Kodierschalteinrichtung 18 ist
eine bereits vorher festgelegte Programmänderung kodiert, d.h., jede Stellung dieser Drehstufenschalter ist einem
festen Adressbereich im PROM 21 zugeordnet, wobei die Zuordnung über den Mikrorechner 1*1 erfolgt. Dieser Mikrorechner
1*1 überträgt nun die unter diesen Adressen abgelegten Daten in den Speicher 25 und ändert dadurch dessen Programm. Dabei
kann einer Schalterstellung sowohl im einfachsten Fall.die Änderung eines einzelnen Werts, wie auch die Änderung
einer Kennlinie oder die Änderung eines Kennlinienfelds zugeordnet sein. Im Falle einer Kennlinie z.B. kann diese
Kennlinie über den zugeordneten Drehstufenschalter bzw.
Stufenschalter stufenweise verändert werden. Dies geschieht
insbesondere dadurch, daß in den durch die Kodierung des Drehstufenschalters angesprochenen Adressbereichen im PROM
21 gespeichert ist, auf welchen Adressen im Speicher 25
Änderungen bewirkt werden sollen, unter welcher Speicheradresse die zu ändernden Daten zu finden sind und wieviele
Daten für diese Schalterstellung geändert werden sollen. Nun wird manuell über das Tastenfeld 19 dem Mikrorechner
1*1 bzw. 22 ein Befehl gegeben, den Umschalter 26
1 30047/0240
V . . '- VV" ' - V 6 30
-f-m -■■/■;■■ -301827 δ
• Zuschalten. Der Mikroprozessor bezieht jetzt im Steuergerät
11 seine Information aus dem Speicher 25 mit geändertem Programm bzw. mit geänderten Daten. Da dies während des
Betriebs geschieht, ist eine positive oder negative Auswirkung
sofort -feststellbar, beim Kraftfahrzeug z.B. durch eine Beschleunigung oder Verzögerung bzw. durch einen besseren
oder schlechteren Motorlauf. Werte, Kennlinien oder-Kennfelder können somit stufenweise geändert werden, wobei
nach jeder stufenweisen Änderung wieder eine Umschaltung auf das geänderte Programm erfolgt. Die doppelte Ausführung
des Speichers 2k, 25 ist erforderlich, damit bei einem durch
eine Programmänderung bewirkten schlechteren Ergebnis auf
die zuvor eingestellte Programmierung zurückgegriffen werden
kann. In diesem Falle wird der Umschalter 26 betätigt, ohne daß eine neue Programmierung stattgefunden hat. Anstelle
einer manuellen Umschaltung des Umschalters 26 kann diese Umschaltung natürlich auch automatisch durch den Mikrorechner
22 z.B. nach jeder Programmänderung erfolgen. Dabei ist vorzugsweise die Umschaltung synchronisiert mit dem Mikroprozessor
im Steuergerät 11 vorzunehmen, damit ein laufendes Programm nicht an einer für das zu steuernde Gerät ungünstigen
Stelle unterbrochen wird..
Der dritte Speicher 23 dient zur Speicherung von durchgeführten
Programmänderungen, um den Inhalt der Speicher 2k, 25 nach
erfolgter positiver Programmierung einander anzugleichen. Dieser dritte Speicher öffnet die weitere Möglichkeit, in
die Speicher 2k, 25 unterschiedliche Programme zu laden, -.":".-.
und diese .einzeln zu ändern. Eine dritte Möglichkeit besteht
in der nachfolgenden Laborauswertung der durchgeführten; Änderungen. .
Ist eine optimale Programmierung gefunden, so wird dieses
optimierte Programm aus einem der Speicher 2k, 25 durch den
PROM-Kodierer 20 wieder in ein neues EPROM umgeladen, um für
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die Dauer festgehalten zu werden. Die Wirkungsweise eines solchen PROM-Kodierers 20 ist ebenfalls aus dem eingangs
angegebenen Stand der Technik bekannt. Er wird z.B. als Zubehör unter der Bezeichnung MEX68 PP3 "X"'vertrieben.
Um die Bedienung zu erleichtern, bzw. die Bedienung auch in
der Programmierung nicht sachkundigen Bedienern zu ermöglichen.,
wird vorzugsweise jedem Motor-Kennwert (z.B. Leerlauf-Zündwinkel j Vollast-Anreicherung", Kaltstartanreicherung,
Zündkennfeld) ein eigener Drehstufenschalter 15 bis 17 zugeordnet und jede Schalterstellung mit dem gewünschten physikalischen
Wert (z.B. °Kurbelwelle, ms) beschriftet. Durch diese Handhabung können grobe Bedienungsfehler ausgeschlossen
werden.
In dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist
eine Erweiterung als Entwicklungssystem für Programme dargestellt und beschrieben. Während die bekannten Entwicklungssysteme
aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten bestehen und für den Laborbetrieb gedacht sind, ist das vorliegende
Entwicklungssystem in erster Linie für den Betrieb am Einsatzort des Steuergeräts 11 vorgesehen, also z.B. für die
Anwendung und den Einsatz im Kraftfahrzeug. Dazu muß das
gesamte Gerät tragbar, vorzugsweise in einem Gehäuse ausgebildet sein und Spannungsversorgungsanschlüsse aufweisen,
die den Erfordernissen am Einsatzort entsprechen, im Kraftfahrzeug
z.B. 12 Volt Gleichspannung.
Im Entwicklungssystem ist für den Wirts-Mikrorechner 30 ein Systemprogramm in einem Speicher (PROM) 31 enthalten. Ein
PROM-Kodierer 20, eine Tastatur 19, ein Display 27 und eine Kodierschaltereinrichtung 18 sind daran angeschlossen. Die
Bauteile 18, 19, 20, 27 bilden dabei das Ein-/Ausgabesystem 33, das vorzugsweise mit dem Rechnerteil 3^ in einem Gehäuse
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untergebracht sein kann, jedoch auch gemäß Fig. 1 bei der
Bedienperson angeordnet- sein kann, während der Rechnerteil -34
in der Nähe des Steuergeräts in einem getrennten Gehäuse untergebracht ist. Über vier Klemmenanordnungen 35 bis 38
sind für den" Laborbetrieb periphere Zusatzgeräte an den Wirts-Mikrorechner 30 anschließbar. Solche Geräte sind z.B.
ein Logik-Analysator j ein Sichtgerät,, ein Floppy-Disk ,ein
Drucker und ein Plotter. Der Wirts.-Mikrorechner 3Q ist über
den doppelt .ausgeführten Maschinenkodespeicher. 24, 25 und den
Umschalter 26. mit einem .Gast-Mikrorechner 4,0: verbunden,'· auf
dem die Funktionen für das Steuergerät 11 anstelle des dort
vorhandenen Mikrorechners ablaufen» An den Wirts-Rechner 30
ist neben den Speichern 24, 25 gemäß Fig. 1 der Speicher 23
angeschlossen. Der Maschinenkode-Speicher ermöglicht die Übersetzung der eingegebenen Befehle in den .Maschinenkode.
Dazu können im Wirts-Mikrorechner 30 Systemprogramme höherer Sprachen, bzw. der Assemblersprache vorgesehen sein. Der
Gast-Mikrorechner 40 ist über■■ ein Emulator-Kabel 4l. .mit dem
Steuergerät 11 verbunden. Eine solche Verbindung, ist aus dem eingangs angegebenen Stand der Technik oder z.B. aus
"Electronics", March 13, _198ß. Seiten_ 168, "159.. bekannt._'..'" V
Ein Quellkode-Speicher (als RAM ausgebildet) 42 ist ebenfalls '.an den Wirts-Mikrorechner 30 angeschlossen» .
Die Wirkungsweise des beschriebenen Entwicklungssystems am Ort
des Steuergeräts, insbesondere im Kraftfahrzeug wird dadurch =
möglich,, daß es tragbar ist, direkt an die dort vorliegende
Spannung anschließbar ist sowie ohne weitere Hilfsgeräte alle notwendigen Funktionen bietet. Besonders wichtig
ist die Unabhängigkeit von einem, insbesondere im Kraftfahrzeug
unzuverlässigen Floppy-Disk-Gerät» Dies wird durch residente Systemprogramme im PROM 31 sowie durch resi-<v
dente Benutzerprogramm im batteriegepufferten RAM 42
ermöglicht. Die Benutzerprogramme werden schon yorher im
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Labor eingelesen und bleiben ohne Netzanschluß erhalten, bis das Gerät z.B. im Kraftfahrzeug an die Batterie angeschlossen
wird. Über den PROM-Kodierer 20 werden gemäß Fig. Programme gelesen und/oder kodiert. Gegenüber der weiterhin
erhaltenen Möglichkeit, über die Kodierschalteinrichtung schon vorher festgelegte Programmänderungen durchzuführen,
eröffnet sich nunmehr die zusätzliche Möglichkeit, über die Tastatur 19 beliebige weitere Programmänderungen durchzuführen,
Hierbei können auch Programme im Quellkode-Speicher 42 und
den Maschinenkode-Speichern 2k, 25 neu konfiguriert werden oder bestimmte Speicherbereiche mathematischen Operationen
unterworfen werden. Dies erfolgt prinzipiell nach bekannten Verfahren in Abhängigkeit der jeweiligen Vorschriften und
Benutzerhandbücher der Mikroprozessorhersteller. Auf dem Display 27 kann die Eingabe und die 'Änderung überwacht werden.
Gemäß Fig. 1 können nunmehr auch bei Programmänderungen über die Tastatur 19 diese Änderungen zunächst in einem der RAMs
24, 25 abgelegt werden, während das andere RAM inzwischen
die Daten für den Betrieb des Steuergeräts 11 zur Verfügung stellt. Nach der Umprogrammierung kann wie bei Fig. 1 die
Umschaltung vorgenommen werden.
Beim Einsatz im Labor kann das System über die Klemmenanordnungen
35 bis 38, die vorzugsweise als ^/^-Schnittstellen ausgebildet
sind, durch komfortablere Peripheriegeräte erweitert werden. Ebensogut kann ein größerer Rechner angeschlossen
werden. Die am Einsatzort geänderten Programme können nunmehr zur Archivierung auf externe Speicher ausgelesen werden,
z.B. in Floppy-Disk-Geräte. Auf die gleiche Weise kann das Einlesen von Programmen vor dem Einsatz am Steuergerät erfolgen. Weitere Verfeinerungen und Verbesserungen des Programms,
für die ein Einsatz am Steuergerät nicht unbedingt notwendig ist, können hier mit dem gleichen Gerät? jedoch
mit vielfältigeren Möglichkeiten vorgenommen werden.
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In nicht näher dargestellter Form enthält das Entwicklungssystem je nach Bedarf Systemprogramme zur Eingabe und Korrektur
der Programme in der Assemblersprache, Assembler-Programme oder Programme für höhere Programmsprachen,,System-"
programme zur Fehlersuche (DEBUG), Benutzerprogramme zum
Lesen und Schreiben von Datenträgern, Speichermanipulationsprogramme zum Anzeigen, Setzen, Füllen und Verschieben
von Speicherinhalten im gesamten Speicherbereich des Systems, Systemprogramme zum" Anschluß an externe Rechenanlagen
u.a. bekannte Einrichtungen zur Erhöhung des Komforts
. - -
Natürlich ist es auch möglich, die Ausführung als Entwicklungssystem
in einer einfacheren Version ohne Kodierschalteinrichtung
l8 vorzusehen.
BAD ORIGINAL \
Claims (1)
- κ. §30530.^.1980 Ve/HmROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1Ansprüche/l.J Vorrichtung zur Optimierung von Daten und/oder Programmen für programmierte Steuergeräte, insbesondere zur Steuerung von Zündung, Kraftstoffeinspritzung oder Getriebeschaltvorgängen in Kraftfahrzeugen, mit wenigstens einem Programmund Datenspeicher mit veränderbaren Inhalt, der mit dem Programm und den Daten des Steuergeräts beaufschlagbar ist, wobei die diesen Speicher enthaltende Optimierungsvorrichtung mit dem Steuergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kodierschalteinrichtung (18) vorgesehen ist, zur schrittweisen Änderung des Programms und/oder zur schrittweisen Änderung von Daten während des Betriebs des Steuergeräts (11).2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierschalteinrichtung (18) wenigstens einen Stufenschalter (15 bis 17) enthält.130047/02AO:/::Ιλ/ >L 6 3 03· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierschalteinrichtung festen Adressbereichen eines Befehlsspeichers (2.1) zugeordnet ist, durch den die gewünsch- te Änderung im Programm- und Datenspeicher (243 25) in "Abhängigkeit der Schältstellung der Kodierschalteinrichtung vorgebbar ist.4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befehlstastatur (19) vor-'gesehen ist.5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Speicher (25 bzw. 24) mit veränderbarem Inhalt vorgesehen ist, wobei jeweils einer der Speicher (24 bzw. 25) mit dem Steuergerät (11) über eine Umschaltvorrichtung verbindbar ist und der andere Speicher zur Umprogrammierung zur Verfügung steht.6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherinhalte gegenseitig übertragbar sind.7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung manuell steuerbar· ist. :1300'47/02408. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung automatisch, insbesondere nach jeder Speicheränderung steuerbar ist.9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Speicher (23.) zur Speicherung von Programm- bzw. Datenänderungen vorgesehen ist.10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Speicher (2^, 25) als RAM, insbesondere nichtflüchtige RAM ausgebildet sind.11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung in zwei Gehäusen, wobei das erste, die Speichereinheit (10) enthaltende Gehäuse nahe dem Steuergerät (11) und das zweite, die Kontrolleinheit enthaltende Gehäuse nahe der Bedienungsperson angeordnet ist.12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Gehäusen eine serielle Schnittstelle (13) besteht.13· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein PROM-Kodierer (20) vorgesehen ist.130047/0240Ik. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als tragbares Entwicklungssystem mit in wenigstens einem PROM (31) gespeicherten Systemprogrammen und in nichtflüchtigenj insbesondere batteriegepufferten RAMs (24, 25) gespeicherten· Benutzerprogrammen, mit einer Befehlstastatur (19) und zugeordneter Anzeigevorrichtung (32) und mit einer Verbindung zum Steuergerät (11) über ein Emulator-Kabel15· Vorrichtung nach Anspruch Ik3 dadurch gekennzeichnet, daß der PROM (31) an einen Wirts-Rechner (30) und die RAMs (2k, 25) an einem Gast-Rechner (4O) angeschlossen sind.16. Vorrichtung nach Anspruch Ik oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die .Laboranwendung zusätzliche Anschlüsse (35 bis 38) für Pheripherie-Geräte, insbesondere pheriphere Speicher, Sichtgeräte und Drücker., vorgesehen sind.17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zusätzlicher Anschluß für einen pheripheren Rechner vorgesehen ist.130047/0240
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ID=6102301
Family Applications (1)
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| GB (1) | GB2076188B (de) |
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