Bis heute nimmt die Zahl elektronischer Systeme in allen Bereichen des Kraftfahrzeugs deutlich zu, was zu einer Vernetzung der Steuergeräte über Datenbusse führte und eine starke Erhöhung der Bordnetzkomplexität zur Folge hat. Die bestehende, historisch gewachsene, Elektronik- und Kommunikationsarchitektur stößt immer mehr an ihre Leistungsgrenzen und muss in einem ganzheitlichen Ansatz neu überdacht werden. Eine mögliche Kommunikationsarchitektur stellt die Backbone-Architektur dar, die in dieser Arbeit auf FlexRay, einem neuartigen zeitgesteuerten Datenbus, basiert. Diese Architekturform stellt zusammen mit FlexRay neue Anforderungen an die Kommunikationsprotokolle, die mit den bestehenden, bislang auf CAN basierenden, Protokollen nur sehr schwer oder gar nicht erfüllbar sind. Ein wesentlicher Bestandteil einer solchen zukünftigen Architektur wird der drahtlose Diagnosezugang sein. In der vorgestellten Arbeit ist diese aus Sicherheitsüberlegungen heraus mit Bluetooth an Stelle von Wireless LAN realisiert worden. Das dabei benötigte FlexRay-Bluetooth-Gateway wird genauer beschrieben. Der Datenaustausch im Diagnose-Server auf dem FlexRay-Knoten zwischen Anwendungsebene (Diagnose-Server) und Echtzeit-Kernel, der die rechtzeitige Kommunikation auf dem FlexRay zum richtigen Zeitpunkt sicherstellt, erfolgt über FIFODatenspeicher (First In - First Out). Diese werden vom Echtzeit-Betriebssystem bereit gestellt und sind mit Mechanismen versehen, die eine zuverlässige Kommunikation ermöglichen, bei der die Datenintegrität gewahrt bleibt. Gleichzeitig stellen diese die Schnittstelle zwischen ereignisgesteuertem und zeitgesteuertem System und damit einen möglichen Engpass dar. Die FIFOs fungieren als Datenpuffer, die eine Entzerrung der unterschiedlichen Datenraten ermöglichen, da beispielsweise große Datenmengen, die vom FlexRay mit 10MBit/s kommen, nicht sofort vollständig über das 1 MBit/s schnelle Bluetooth übertragen werden können. Da allerdings die Größe der Puffer begrenzt ist, wurde eine protokollseitige Sicherung implementiert, die es erlaubt, Daten dynamisch anzufordern oder zu verzögern. Die Datenübertragung mittels Bluetooth erfolgt über ein Protokoll, das zwei Arten von Telegrammen kennt. Zum einen wird ein kurzes, 16 Bytes langes, Telegramm genutzt, das an die typische Diagnose-Kommunikation, bei der nur kurze Kommandos und OP-Codes verschickt werden, angepasst ist. Die zweite Telegrammart wurde speziell für das Flashen vorgesehen, wobei große Datenmengen gesendet werden. Dieses besteht aus einem 8 Byte großen Header und einem 1kByte großen Nutzdaten-Container. Bei ersten Versuchen hat sich dieses umgesetzte System gut bewährt. Die Bluetooth-Übertragungsrate kam bei idealen Bedingungen (kurzer Abstand, Sichtverbindung) nah an das theoretische Maximum von 730kBit/s. Der FlexRay-Knoten war bislang stets in der Lage, diese Datenmengen ohne große Verzögerungen auf dem FlexRay zu verschicken. Die Diagnosekommunikation aus dem Fahrzeug, also vom FlexRay über Bluetooth, stellte auf Grund der relativ kleinen Daten auch kein Problem dar. Eine Untersuchung mit größeren Datenmengen ist geplant. Als Szenario könnte das Auslesen des Flashspeichers eines Steuergerätes vor dem Flash-Update sein.


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    Title :

    Ansatz für eine Datenbusarchitektur auf Basis von FlexRay


    Additional title:

    Application of a databus structure with the FlexRay bustype


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    15 Seiten, 7 Bilder, 14 Quellen



    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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