Entwurf und Analyse eingebetteter Netzwerke des Automobilbaus

Übung 2 + 3Kommunikationssysteme

Anforderungen an Automotive Bussysteme

●Reaktionszeit, Latenz●Determinismus● Bandbreite● Sicherheit● Kosten● Störanfälligkeit●Redundanz●…

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LIN: Local Interconnect Network

●Medium: 12V Eindrahtbus● Topologie: Linienbus mit typischerweise bis zu 16 Stationen● Asynchron seriell Kommunikation● Kodierung: UART-Zeichen● Bandbreite max. 20 kBit/s● Single Master, Multiple Slaves

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LIN: Local Interconnect Network

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LIN: Local Interconnect Network

●Cheap● Einsatz in Sensor-Aktuator-Subsystemen● Zu jedem Zeitpunkt wird immer nur eine Botschaft übertragen●Collision Detection nicht nötig●Die zeitliche Reihenfolge der Botschaften ist in einer Schedule

festgehalten●Übertragungsfehler erkennen durch Parität und Prüfsummer● Fehlerhafte Botschaften werden verworfen● keine Fehlerbehandlung

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CAN – Controller Area Network

● Ereignisgesteuert: Alle Knoten können zu jedem Zeitpunkt gleichberechtigt auf das Kommunikationsmedium zugreifen

●CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection mit Methode zum Erkennen und Auflösen von Kollisione● Senden können, sobald Bus frei ist (Carrier Sense), mehrere Knoten

gleichzeitig (Multiple Access)● Dabei werden mögliche Kollisionen erkannt (Collision Detection) und

behoben

● Bandbreite max.1MBit/s

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CAN – Controller Area Network

● Eindeutiger Identifier (Unique Identifier)● Kein expliziter Empfänger● Collision Resolution: höhere Priorität erhält Vorrang

● Identifier (ID): entspricht der Priorität

●CAN message format:● 47 Kontroll-Bits ( 34 Bits aus Header und Tailer )● 0-64 Daten-Bits● 0-19 Stopf-Bits (Stuffing Bits)

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CAN: Rahmenformat

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CAN: Realisierung bitweiser Arbitrierung

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T1 T2 T3

ID ID ID

Bit Stuffing

Um eine zeitliche Synchronisation zu gewährleisten, sind hin und wieder Flanken (Übergänge 0->1 oder 1->0) notwendig. Bei Folgen von 5 und mehr gleichen Bits wird vom Sender ein inverses Bit eingefügt (stuff bit), welches beim Empfänger wieder entfernt wird.

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CAN: Fehlerbehandlung

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LIN >>> CAN >>> ?

●Größere Bandbreite●Garantierte Latenz● Verbesserte Fehlertoleranz

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FlexRay

● Synchrone und asynchrone Kommunikation● TDMA- und Round-Robin-Arbitrierung● 254 Byte Datengröße●Datenrate: 10 Mbps● Single- oder Dual-Kanalbetrieb●Redundanz durch parallelen Bus●Globale Zeitbasis für TDMA● Für X-by-Wire-Anwendungen

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FlexRay: Zyklusaufbau

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… …

FlexRay: Zyklusaufbau

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FlexRay: Rahmenformat

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FlexRay: Static Segment Frame Encoding

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●MOST● Ethernet

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MOST: Media Oriented Systems Transport

● für alle Multimediageräte● Audio, Video, Navigation und Telekommunikation

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