In Fahrzeugen der heutigen Generation arbeiten diese verschiedenen Bussysteme alle mehr oder weniger ohne informationsmäßiger Verknüpfung nebeneinander her. Steuergeräte, die Sensoren gemeinsam nutzen und damit deren Daten untereinander austauschen müssen sind über den CAN-Bus sternförmig miteinander verbunden. D.h. ein Steuergeräte übernimmt die Funktion eines Hubs und verteilt eingehende Datenpakete an alle angeschlossenen Schnittstellen. Müssen Daten zwischen verschiedenen Bussystemen mit unterschiedlicher Datenrate ausgetauscht werden, können sie nicht mehr nur einfach kopiert werden. Ein Gateway übernimmt hier die Aufgabe die adressierten Daten von jedem angeschlossenen Bus im jeweiligen Protokoll zu jedem anderen umzusetzen. Die Verbindungsmatrix ist dabei fahrzeugspezifisch und muss zuvor konfiguriert werden, da die sogenannten low-level Gateways nicht in der Lage sind, Ihre Vermittlungsaufgaben selbst zu organisieren. Mit der zunehmenden Zahl von Steuergeräten und Sensoren entstehen so schnell recht komplexe und schwer zu kontrollierende Netzwerke. Aus diesem Grund gibt es derzeit verstärkt Bemühungen, das Fahrzeugnetz von einem reinen Datennetzwerk zu einem Informationsnetzwerk auszubauen. Die Anforderungen an das Gateway in Bezug auf die Verarbeitungsleistung steigen dadurch erheblich und es wird damit ein zentraler Bestandteil der Netzwerkarchitektur. Die technische Realisierung von Gateways ist heute meist auf der Basis von Anwendungs-Spezifischen Standard Prozessoren, sogenannten ASSPs gelöst. Der Beitrag beschreibt zunächst den prinzipiellen Aufbau von Fahrzeugnetzwerken mit besonderer Berücksichtigung der auftretenden Datenvolumen und Sicherheitsaspekten. Daraus abgeleitet wird dann das Konzept einer flexiblen Gateway Lösung entwickelt. Es wird ein Embedded Netzwerk Kontroll Prozessor sowie die notwendigen Bussysteme und Protokolle beschrieben, die zusammen in ein System integriert werden müssen. Der Unterschied zu bestehenden Microcontroller basierten Gateways ist, dass immer genau die benötigte Anzahl der Schnittstellen und die dafür erforderliche Verarbeitungsleistung in einen integrierten Baustein programmiert werden kann. Außerdem können neue Standards wie FlexRay oder MOST unmittelbar und auch noch in der Definitionsphase unterstützt werden. Der Designprozess ist dabei weitgehend automatisiert und wird durch eine Reihe von Referenzplattformen unterstützt. Ein auf diese Weise erzeugter Microcontroller ist vollständig unabhängig vom Halbleiterhersteller. Das flexibles Gateway befindet sich daher im Besitz des jeweiligen Systemlieferanten. Es kann immer wieder verwendet und für besonders stabile Anwendungen auch in ein ASIC umgesetzt werden.
Flexible Plattform für Automotive Gateway Applikationen
Flexible platform for automotive gateway applications
2005
6 Seiten, 4 Bilder, 2 Quellen
Conference paper
German
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