In Automobilen nimmt die Vernetzung von Steuergeräten, den so genannten Electronic Control Units (ECU), erheblich zu. Mit der steigenden Vernetzung, etwa für X-by-wire-Systeme, sind ein deterministischer Buszugriff sowie eine garantierte maximale Latenzzeit bei der Übertragung notwendig: Zwar werden Fahrzeugfunktionen verteilt ausgeführt, aber die Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems muss auch über ECU-Grenzen gewährleistet werden. Das CAN-Bussystem ist durch den asynchronen Buszugriff nicht streng deterministisch und kann nur für die höchst priorisierte Botschaft eine maximale Latenzzeit garantieren. Das Bussystem FlexRay dagegen unterstützt beide Anforderungen, indem einer ECU ein periodisch wiederkehrender Zeitslot zum Senden von Nachrichten zugewiesen wird. Die Vorteile von FlexRay wurden in der Serienproduktion erstmals im aktiven Dämpfersystem des BMW X5 SAV genutzt. Darüber hinaus existieren Auftragsstudien, darunter ein Steer-by-Wire-System für den japanischen Automobilzulieferer DENSO und die Fahrversuche mit der neuen elektronischen Brake-by-Wire-Keilbremse von Siemens VDO. Auch die zentrale Chassis-Dynamik-Steuerung von Siemens VDO ist mit den anderen Chassis-Systemen durch einen oder mehrere FlexRay-Bus-Systeme vernetzt. Jedes dieser genannten Beispiele enthält ein FlexRay-Cluster aus vier bis sechs Steuergeräten. Bei der Fragestellung, ob ein FlexRay-Cluster Echtzeitfähigkeit mitbringt, beschränken sich viele Untersuchungen zunächst darauf, das Echtzeitverhalten jedes Steuergerätes einzeln zu betrachten. Dies aber führt nicht immer zu tragfähigen Ergebnissen, wie im Beitrag anhand von typischen Echtzeitproblemen beim Entwurf von FlexRay-Clustern aufgezeigt wird. Aber, um die Echtzeitfähigkeit zu realisieren, gilt es sowohl beim Entwurf der Softwarearchitektur eines neuen Steuergerätes als auch bei der Migration eines bestehenden Steuergerätes auf den FlexRay-Bus, das durch die FlexRay-Kommunikation vorgegebene zeitliche Verhalten zu berücksichtigen. In diesem Artikel werden dabei entstehende typische Problemstellungen beim Entwurf von FlexRay-fähigen Steuergeräten vorgestellt. Die Anwendungsstudie zeigt die Realisierung der Echtzeitfähigkeit einer verteilten Motorsteuerung auf.
Entwurf echtzeitfähiger Steuergerätesoftware in FlexRay-Netzwerken
Design of real time operating controller unit software within the FlexRay bus
2007
10 Seiten, 5 Bilder, 8 Quellen
Conference paper
German
Modellbasierter Entwurf von Flexray-Applikationen und Netzwerken
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