entwurf und analyse eingebetteter netzwerke des automobilbaus Übung 2 + 3 kommunikationssysteme
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Entwurf und Analyse eingebetteter Netzwerke des Automobilbaus
Übung 2 + 3Kommunikationssysteme
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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
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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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