Inhaltsverzeichnis Feldbussysteme

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1 Inhaltsverzeichnis Feldbussysteme 1. Einführung 2. Mechatronische Aspekte von Feldbussystemen 3. ISO-OSI 7-Schichten-Modell 4. Klassische Sensor-/Aktor-bussysteme 5. Kommunikationssysteme in den Automobil 6. Feldbusse auf Ethernet-Basis 7. Engineering und Betrieb von Feldbussystemen 8. Experimentalle Übungen 1

2 Inhalt Kapitel 5 1. Anforderungen und Architektur 2. CAN 3. TTCAN 4. FlexRay 5. LIN 6. MOST 2

3 Entwicklung Kfz-Elektronik Quelle: Mikroelektronik-Trendanalyse des ZVEI 3

4 Beispiel: Innenbeleuchtung Traditionell 2002 Quelle: Uni Kassel 4

5 Qualitätsanforderungen Hardware Reduzierung der Zahl der Komponenten <-> wird aber immer mehr Software Komplexität steigt, Programmgröße steigt Interaktion, Kombinationsfehler -> offene Bussysteme ADAC Pannenstatistik 2004: 40% Autopannen wegen Elektronik oder SW Neue Probleme Kabelbaum (Erstellung, Montage, Test) Bandbreitenanforderung Kabel (Batterie, Lampe, Blinker, Zündung, Autoradio, Antenne) Kabel (mit entsprechenden Steckern, 4 km Kupferkabel, ~ 40 kg) 5

6 Bussysteme eines modernen Mittelklassefahrzeugs mit Vollausstattung Quelle: 6

7 Anwendungsbereiche und Anforderungen an Bussysteme im Kfz Anwendungen Botschaftslänge Botschaftsrate Resultierende Datenrate Latenz - zeiten Fehlersicherheit Kosten On Board - Kommunikation High Speed Steuerung Kurz Hoch Hoch Sehr kurz Extrem hoch Mittel Low Speed Steuerung Kurz Niedrig Niedrig Mäßig Sehr Hoch Sehr niedrig Multimedia Lang Hoch Sehr Hoch Mäßig Mäßig Hoch Off Board Kommunikation Werkstattdiagnose Kurz Niedrig Niedrig Unwichtig Gering Niedrig Fertigungstest Beim Fahrzeug und beim Gerätehersteller inklusive End of Line Programmierung Lang bis sehr Lang Niedrig Hoch Unwichtig Mäßig Unwichtig Applikation Am Fahrzeug und an Prüfständen in der Entwicklungsphase (Umprogrammieren, Kalibrieren) Kurz Mittel (Hoch bei Messaufgaben) Mittel bis hoch Kurz Gering Unwichtig Quelle: Zimmermann,W./Schmidgall, R. (2007), S. 3 7

8 Leistungsfähigkeit und Kostenfaktor Quelle: 8

9 SAE-Klassen für Bussysteme SAE = Society of Automotive Engineers, Mitglieder in 100 Ländern Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Landmaschine, Schiffe und Flugzeuge SAE- Klasse A B C C+ D Merkmale Bitrate Typisches Bussystem Vernetzung von Aktoren und Sensoren Geringe Ausprägung von Fehlererkennungsund -behebungsmechanismen Vernetzung von Steuergeräten (z.b. Komfortbereich) Komplexe Mechanismen zur Fehlererkennung und -behebung Vernetzung von Steuergeräten mit einfachen Echtzeitanwendungen (z.b. Antriebsstrang) Multimedia-Anwendungen Sehr hohe Botschaftslängen < 25 Kbit/s Kbit/s Kbit/s > 10 Mbit/s > 10 Mbit/s LIN-Bus CAN-Bus ( Low Speed ) CAN-Bus ( High Speed ) FlexRay, TTP MOST-Bus Anwendung Karosserieelektronik Karosserieelektronik, Rückhaltesysteme Antriebsstrang, Fahrwerk, zunehmend auch Diagnose x-by-wire (Steer, Brake) Multimedia (Audio, Video) Quelle: Konrad Reif (2006), S. 14 9

10 Kfz-Busse (Schicht 0 bis 2) Bustyp Anwendung Europ. Standards US-Standards Zeichen-basiert (UART) K/L-Line Diagnose ISO 9141 SAE J1708 Diagnose, Class A On Board SAE J1708 (Truck and Bus) 9.6 kbit/s LIN Class A On Board Herstellerkonsortium 20 kbit/s PWM-basiert SAE J1850 Bitstrom-basiert Puls-Width Modulation Diagnose, Class A/B On Board CAN Class B/C On Board ISO Bosch CAN 2.0 A, B kbit/s ISO CAN für Zugfahrzeuge und Anhänger ISO ISOBUS CAN für Landmaschinen (Basis J1939) TTCAN Class C(+) On Board ISO Bosch, 1 Mbit/s FlexRay Class C+ On Board Herstellerkonsortium 10 Mbit/s TTP Class C+ On Board Herstellerkonsortium MOST Multimedia Herstellerkonsortium 25 Mbit/s SAE J2602 SAE J1850 (PWM Ford, VPWM GM, Chrysler) 10,4 und 41,6 kbit/s SAE J2284 (Passenger Cars) 500 kbit/s SAE J1939 (Truck and Bus) 250 kbit/s Quelle: Zimmermann,W./Schmidgall, R. (2007), S. 6 10

11 Kfz-Busse (Transportprotokolle - Schicht 4) Automotive Open System Architecture Transportprotokoll Anwendung Europ. Standards US-Standards ISO TP CAN ISO AUTOSAR TP FlexRay AUTOSAR Standard SAE J1939 CAN SAE J1939/21 TP 1.6 TP 2.0 CAN Hausstandard VW/Audi/Seat/Skoda (Basis OSEK COM 1.0) Offene Systeme und deren Schnittstellen für die Elektronik im Kraftfahrzeug Quelle: Zimmermann,W./Schmidgall, R. (2007), S. 7 11

12 Kfz-Busse (Anwendungsprotokolle - Schicht 7) Protokoll Anwendung Europ. Standards US-Standards ISO 9141-CARB KWP 2000 Keyword Protocol UDS Unified Diagnostic Services OBD CCP Can Calibration Protocol XCP Extended Calibration Protocol Diagnose US OBD On Board Diagnosis Diagnose (allgemein und OBD) Diagnose (allgemein und OBD) Diagnose US OBD European OBD ISO Veraltete US- Diagnoseschnittstelle ISO KWP 2000 Diagnostics on K- Line ISO KWP 2000 Diagnostics on CAN ISO UDS Unified Diagnostic Services ISO (identisch mit den US- Standards) SAE J1979, J2190 SAE J1930, J1962, J1978, J1979, J2012, J2186 Applikation ASAM AE MCD 1 ASAM-Konsortium Automotive Electronics Measurement, Calibration and Diagnostics Association for Standardisation of Automation and Measuring Systems Quelle: Zimmermann,W./Schmidgall, R. (2007), S. 8 12

13 Standards für die Implementierung von Anwendungen mit Bussystemen Standard Anwendung Europ. Standards OSEK/VDX Betriebssystem Kommunikation Netzmanagement ISO OSEK OS ISO OSEK COM ISO OSEK NM ASAM AE MCD Applikation Standardisierte Mess-, Kalibrier- und Diagnosewerkzeuge mit den wichtigen Teilstandards ODX Datenformat für Diagnosedaten FIBEX Datenformat für die Beschreibung der Buskommunikation HIS Vehicle Distributed Executive Flashen Hardwaretreiber Hersteller Initiative Software Softwaremodule für Steuergeräte AUTOSAR Softwarearchitektur Softwarestruktur zukünftiger Steuergeräte Field Bus Exchange Format Open Diagnostic Data Exchange Quelle: Zimmermann,W./Schmidgall, R. (2007), S. 8 13

14 Inhalt Kapitel 5 1. Anforderungen und Architektur 2. CAN 3. TTCAN 4. FlexRay 5. LIN 6. MOST 14

15 Beispiel: Vernetzung Standlicht AUDI A4 Vorgänger S S S P AUDI A P 58 re 58 li P re 58 li li 58re M2 M3 M1 M4 X M2 M3 M1 M4 X Quelle: AUDI 15

16 CAN - Überblick Controller Area Network 1983 von der Robert Bosch GmbH, 1987 mit der Firma Intel ISO Ereignissteuert, schnell (bis 1MBit/s) V.24 Leitung (CAN232: RS232 Konverter) Multi-Master Kommunikationsstruktur 16

17 Wiederholung: MAC, Prinzip der Busarbitrierung beim CAN Realisierung von dominant rezessivem Pegel auf der Basis einer Wired-And Verknüpfung Bitweise Arbitrierung mit Open-Collector-Schaltung S - Sender E - Empfängern Buspegel 0 (0V) dominant der Pegel 1 (5V) ist rezessiv Etschberger,

18 Wiederholung: Arbitrierung über Identifier beim CAN S O F 10 Identifier R T R Steuerfeld 0 8 Byte Datenfeld TN 1 TN 2 TN 3 Steuerfeld TN 3 Daten TN 3 Arbitrierungsphase Start Teilnehmer 2 ist raus Teilnehmer 1 ist raus Vier Telegrammformen als Nachrichtenformate: Datentelegramm (Data Frame) Datenanforderungstelegramm (Remote Frame) Fehlertelegramme (Error Frame) Überlasttelegramm (Overload Frame) Zeit Extended Format hat 29 Bit-Identifier Etschberger,

19 Beispiel Quelle: AUDI 19

20 Eingang eines Telegramms beim CAN Acceptance Filter: Vergleich (Identifier, Acceptance Code Register) Höchstwertige 8 Bits des Identifiers Relevant: Bit=0 im Acceptance Mask Register relevante Nachricht Identifier Acceptance Code Register x x x Acceptance Mask Register irrelevante Nachricht Identifier Acceptance Code Register x x x Acceptance Mask Register Beispiel: Motor: x8x h -> 280 h Motor1 ABS: xax h -> 1A0 h Bremse1 Dach, Wischer, Verdeck: xdx h 20

21 Modi von CAN - Steuergeräten Sleep-Mode Einfluss auf Ruhestrombilanz des Gesamtfahrzeuges (Liegenbleiber) Wegen verteilten Funktionen Schlafbereitschaft aller SG zu berücksichtigen Wake Up Wakeup durch Sensoren/CAN-Ereignisse Wegen verteilten Funktionen müssen immer alle SG geweckt werden Normal Mode 21

22 CAN - Botschaftsaufbau A B C D E F G H I J K Feld Bezeichnung Länge/Bit Inhalt A SOF 1 Start of Frame, Botschaftsbeginn B ID 11 oder 29 Identifier (Standard oder Extended) C RTR Telegrammtyp D Steuerfeld 6 Format, Erweiterung, Datenfeldlänge E Datenfeld 0 bis 64 Nutzdaten F CRC- Segment 15 Prüfsequenz G CRC- Definition 1 CRC- Begrenzung H ACK 1 Bestätigungsfeld I ACK- Delimiter 1 ACK Begrenzung J EOF 7 End-of-Frame-Feld K Interframe-Space 3 Telegrammzwischenraum Quelle: Konrad Reif (2006), S.18 22

23 CAN-Telegrammtypen Telegrammtyp Datentelegramm Datenanforderungstelegramm Fehlertelegramm Telegramminhalt Das Telegramm dient zur Datenübertragung zu einem oder mehreren Empfängern und wird auf Initiative des Senders versandt. Das Telegramm dient zur Anforderung einer Botschaft durch einen Busteilnehmer und wird auf Initiative des Empfängers versandt. Mit diesem Telegramm signalisieren Sender und Empfänger das Erkennen eines Fehlers. Quelle: Konrad Reif (2006), S

24 CAN - Fehlervermeidungsmechanismen Mechanismus Bitmonitoring Überwachung des Telegrammformats Zyklische Blocksicherung (CRC) Überwachung Acknowledgement Überwachung Bitstuffing Erläuterung Der sendende Knoten prüft, ob der zur Sendung beabsichtigte Pegel auch auf dem Bus erscheint. Jeder Netzknoten überwacht, ob die auf dem Bus gesendete Botschaft Formfehler enthält. Bei diesem Verfahren wird aus Botschaftsbeginn, Arbitrierungsfeld, Steuerfeld und Nutzdaten eine Prüfsequenz durch Polynomdivision gemäß dem CRC- Verfahren gebildet. Diese Sequenz wird empfangsseitig ebenfalls gebildet und durch den Empfänger mit der übertragenden Prüfsequenz verglichen. Der Sender einer Botschaft erwartet die Bestätigung des fehlerfreien Empfangs durch Aufschaltung eines dominanten Pegels im ACK- Feld durch den Empfänger. Bleibt die Bestätigung aus, geht der Sender davon aus, dass ein Fehler aufgetreten ist. Alle Busteilnehmer überwachen die Einhaltung der Bitstuffing Regeln 24

25 Inhalt Kapitel 5 1. Anforderungen und Architektur 2. CAN-Bus 3. TTCAN 4. FlexRay 5. LIN 6. MOST 25

26 Warum TTCAN? Beim CAN fehlt die Vorhersagbarkeit (predictability): Garantierte Latenz nur für hochpriore Nachrichten Maximale Latenz nicht berechenbar oder simulierbar TTCAN (Time Triggered CAN): CAN-kompatibel CAN-Entwicklungserfahrung nach wie vor nutzbar ISO (2004) Zeitgesteuert (TDMA) Garantierte Latenz = Deterministisch Steuerung durch (mehrere) Zeitmaster 26

27 Zeitmaster, zeitgesteuerte Synchronisation Alle Knoten benötigen die selbe Zeit zum Versenden von Nachrichten Zeitsynchronisation notwendig (Global Time) Zeitmaster übernimmt das Versenden der Referenznachrichten In jeder Zeile der Systemmatrix werden Referenznachrichten versandt, die die Zeit der Knoten auf 0 setzt. Redundante Zeitmaster, da bei dessen Ausfall die gesamte Kommunikation gestört ist Quelle: Thomas Dohmke TU Berlin 27

28 TTCAN Systemmatrix (1) Reference Message Die Reference Message wird durch seinen Identifier wiedererkannt und dient u.a. der Zeitsynchronisation In extension level 1 (SW Lösung) Die Reference Message beinhaltet einige Kontollinformationen (1 Byte). Die übrigen Bytes werden für Transferdaten benutzt In extension level 2 (HW Lösung) Die Reference Message beinhaltet zusätzliche Kontrollinformationen, wie global time und aktueller timer master Die Reference Message von Level 2 beinhaltet 4 Bytes, damit sie mit den unter ihr liegenden extension level kompatibel ist. Die übrigen 4 Bytes sind für Datentransfer verfügbar. Quelle: BOSCH 28

29 TTCAN Systemmatrix (2) Quelle: BOSCH Exclusive window für periodische Nachrichten Exklusiv reserviert für das Versenden einer Nachricht, ohne Konkurenz mit weiteren Nachrichten Keine automatische Wiederversendung von Nachrichten, die nicht erfolgreich versendet wurden. Keine Zeitverzögerung beim Versenden der Nachrichten Arbitrating window für Ereignis-Nachrichten (Arbitrierungsfenster) Konkurrierende Nachrichten werden mit dem Arbitrierungsmechanismus behandelt (Timeslot + ereignisgesteuerte Arbitrierung). Free window Reserviert für spätere Erweiterungen des Netzwerkes 29

30 Neue Anforderungen an die Bussysteme Erreichte Anforderungen durch TTCAN: Garantierte Latenz Bestehende Anforderungen: Größere Datenbreite Verbesserte Fehlertoleranz Lösung: FlexRay 30

31 Inhalt Kapitel 5 1. Anforderungen und Architektur 2. CAN 3. TTCAN 4. FlexRay 5. LIN 6. MOST 31

32 FlexRay Konsortium Gründung 1999 BMW, DaimlerChrysler, Motorola (Freescale), Philips, Bosch, General Motors, Volkswagen Ziel: Definition eines deterministischen und fehlertoleranten Kommunikationsprotokolls mit einer maximalen Übertragungsrate von 10MBit/s Bsp.: x-by-wire Multi-Master Kommunikationsstruktur Bis zu 64 TN TDMA (Time Division Multiple Access) Zeitschlitzverfahren D.h. arbitrierungsfrei (um eine Unabhängigkeit von der Buslast zu erreichen) Nachrichten haben keine Empfänger- oder Absender-Adressen (über Zuordnung zu Zeitschlitz) Ausfall eines Knotens -> Entfernen eines Zeitschlitzes, kein Busausfall Konfigurierbare synchrone und asynchrone Übertragung Elektrische und optische Übertragungsmedien Maximale Buslänge 24m, mit Kaskadenschaltung erweiterbar 32

33 FlexRay - Redundanz Um das Ausfallrisiko zu minimieren, arbeitet FlexRay wahlweise mit zwei getrennten Kommunikationskanälen. Zweiter Kanal: Unabhängige parallele Nachrichten Redundante Nachrichten oder Verdoppelung der Bandbreite -> 20MBit/s Buswächter (bus guardian) sorgt dafür, dass ein Knoten nur Zugriff zum Bus hat, wenn dieser an der Reihe ist (<-> babbling idiot). 33

34 FlexRay Topologie Bustopologien Passiver Stern Passiver Bus (8 TN) Aktiver Stern (16 TN) Kaskadenschaltung (max. 3 Sterne zw. 2 TN) Hybridsysteme Quelle: Verschiedene Bustopologien, die sich alle durch folgende Merkmale auszeichnen: Optionale redundante Kommunikation durch mehrere Kanäle Alle Knoten sind mit der Fahrzeugbatterie verbunden verfügen über Power-Management lassen sich über den Bus wecken besitzen eine globale Zeit (zur synchronen Übertragung) 34

35 Systemarchitektur eines FleyRay-Knotens Steuersignale Übertragungspfad der Daten Sleep / Wake-up Anwendungen Kommunikationsund Sync.- Fehlererkennung <->Busmedium Datenübermittlung gem. global gültige Zeitbasis Gestrichelt gezeichnete Blöcke sind im Fall einer zweikanaligen Ausführung vorzusehen Quelle: Konrad Reif (2006), S

36 FlexRay Kommunikationsszyklus, Buszugriffsverfahren (1) Topologie. 12 ms Kanal 1 Kanal 2 Redundanz oder doppelte Bandbreite Quelle: Konrad Reif (2006), S. 27 Zeitsteuerung: Globale Makroticks (1..6 µs) als virtuelle Zeiteinheit Slot Raster Maximal 2047 Zeitschlitze in beiden Segmenten Statisches Segment TDMA Zeitschlitzzähler in jedem TN Feste Zeitschlitze, streng deterministisch Synchroner Datenversand auf beiden Kanälen Min 2, Max 1023 Zeitschlitze Dynamisches Segment optional Flexible TDMA anhand Priorität Slot Counter: Sendeberechtigung Minislots (kürzer als im stat. Segment) Variable Datenlänge -> Minislot-Anpassung Max 1024 Zeitschlitze 36

37 FlexRay Kommunikationsszyklus, Buszugriffsverfahren (2) Quelle: Symbol Window Nach dem Dynamischen Segment Sendet ein Symbol ohne Arbitrierung Z.B.: Wake-Up Signal NIT Network Idle Time, Ruhezustand Keine Nachrichten werden übertragen Falls notwendig, füllt die Zeit bis Zyklusdauer Sync.: Korrektur der inneren Uhr 37

38 FlexRay - Botschaftsaufbau Header Nutzdaten Trailer 5 Byte Header Steuerbits (5bit) Reserved Bit: 0 Payload Preamble Indicator Bit: statisches oder dynamisches Segment Null Frame Indicator Bit: gültige oder ungültige (=keine, aber wegen fester Länge) Nutzdaten Sync Frame Indicator Bit: ob Frame für Sync. verwendet werden kann oder nicht Startup Frame Indicator Bit: Startup-Frame zur Sync. beim Systemstart Frame ID: Nummer des Zeitschlitzes, Payload length: Datenworte (16 Bit / Datenwort) Header CRC Cycle Counter 38

39 Inhalt Kapitel 5 1. Anforderungen und Architektur 2. CAN 3. TTCAN 4. FlexRay 5. LIN 6. MOST 39

40 Beispiel: Audi A8 Generation D3 Quelle: Audi 40

41 LIN Gründung: 1999 BMW, Volkswagen, Audi, DaimlerChrysler, Volvo, Motorola Ziel: Bus im Low-End Bereich als Alternative zum CAN-Protokoll Nicht für sicherheitskritische Anwendungen konzipiert Niedrigere Kosten (verglichen mit CAN-Bus) Transceiver (TRX) ~0,35 (i.vgl. zu 0,70 pro CAN-Transceiver) Eine Datenübertragungsleitung weniger (kein Twisted-Pair) Einsatz kostengünstiger Komponenten (RC-Kombinationen statt Quarze) Bauraumeinsparung durch einfachere Elektroniken 41

42 LIN: Einsatzgebiete Quelle: TU Dortmund Module für Türen, Lenkräder, Sitze, Klimasteuerungen, Lichtanlagen, Regensensoren und Lichtmaschinen 42

43 LIN: Schicht 1 und 2 Übertragung: ISO 9141, bidirektionale Eindraht-Verbindung Spannungsversorgung 8V bis 18V Dominante (Low) und rezessive (High) Pegel wie CAN-Bus Bitrate 1-20kbit/s Entfernung bis zu 40m Datenmenge gering MAC: 1 Master + max. 16 Slaves Master Gateway zu CAN Scheduling Tabelle: Reihenfolge der zu sendenden Botschaften Normal-, Sleep- und Wake-up-Modus sowie Management der Stromversorgung 43

44 LIN: Botschaft Header Response Synch break: Synchronisationspause Dominanter Pegel (0V) Start einer Botschaft >= 13 Bit lang -> eindeutig Synch delimiter Rezessiver Pegel (Vsup) Synch field Synchronisationsfeld 2x4 Bit, Wert: 0x55 Systemtakt Identifier Inhalt der Botschaft Länge der Botschaft Paritätsprüfung der Identifier 44

45 Inhalt Kapitel 5 1. Anforderungen und Architektur 2. CAN 3. TTCAN 4. FlexRay 5. LIN 6. MOST 45

46 MOST- Anwendungsgebiet, Beispiel: Infotainment Audi Konsortium MOST Cooperation 1998, seit 2002 in Serienfahrzeugen BMW, DaimlerChrysler,.. Telematik und Multimedia-Anwendungen Vernetzung von Autoradio, Handy, Navigationssystem Echtzeitverhalten & Übertragungssicherheit weniger relevant Hohe Übertragungsbandbreite notwendig Audi logbook Rear Seat Entertainment Sprachbedienung TV Handyvorbereitung Telematics/Dienste Car Funktionen Internet Multimedia Kartenleser Rear Seat Entertainment Sprachbedienung DVD TV Telematics/Dienste Telefon DVD-Navigation MD Wechsler CD Wechsler CD Player Telefon Navigation CD Wechsler Bose Sound Radio Anfang 1996 Navigation plus Navigation CD Wechsler Bose Sound Radio 2000 Bose Sound 5 Kanal DSP Satellite Radio USA DAB Radio 2002 Quelle: Audi 46

47 MOST- Schicht 1 Übertragung: Topologie: Ring, Stern oder Bus mit max. 64 TN Punkt zu Punkt Verbindungen: Durchlaufverzögerung eines aktiven Steuergerätes 2 Frames, bei 25Mbit/s ca. 45µs Medium: Kunststoff LWL Plastic Optical Fiber (POF), Electrical /Optical Converter (EOC) Geringes Gewicht Galvanische Trennung Keine EMV-Probleme Manchester Kodierung Bitrate: von 21,2 Mbit/s bis mehrere 100 Mbit/s 47

48 MOST- Schicht 2 MAC: synchron: TDMA durch Master / Slave, asynchron: CSMA/CA Timing Master Framegenerierung Muss jedes Gerät können Alle andere Geräte: Slaves Systemstart Weckende Komponente moduliertes Licht an TX -> weckt dadurch die nächste Komponente im Ring -> Kettenreaktion Geräte: 44,1 khz Audio-Sampling-Rate -> Systemtakt Frames/s 48

49 MOST- Systemzustände Power_Off Keine Bordspannung Sleep_Mode Keine Buskommunikation Geräte ausgeschaltet Einstellungen erhalten Minimaler Ruhestrom Wecken durch einen Wake_Up_Event Stand_By_Mode Geräte komplett initialisiert Alle Ausgabemedien (Display, DSP-Verstärker, Funktionsbeleuchtung) inaktiv oder stumm Power_On_Mode Geräte vollständig aktiviert Aktiv wenn: Stand_By_Mode & ein Gerät Aktivität anfordert 49

50 MOST Botschaft (1) 1 Block (16 Frames) Master Master Master 1 Frame (64 Byte = 512 Bit) preamble descriptor byte 0 byte 1 byte 2 byte 3 byte 4 byte 5 byte 56 byte 57byte 58 byte 59 byte 0 byte 1 Status boundary Kontroll- Kontroll P Synchrone Kanäle z.b. Audio, Video Nutzdaten(60 Byte) Asynchrone Kanäle z.b. CD-ROM Synchrone Kanäle: Hohe Bandbreite TDMA Zeitschlitze Adressierung entfällt Quadlets Asynchrone Kanäle: Paketweise Übertragung Reduziert anteilig synchrone Kanäle 9..2 Quadlets Quadlet = 4 Bytes 50

51 MOST Botschaft (2) 1 Block (16 Frames) Master Master Master 1 Frame (64 Byte = 512 Bit) preamble descriptor byte 0 byte 1 byte 2 byte 3 byte 4 byte 5 byte 56 byte 57byte 58 byte 59 byte 0 byte 1 Status boundary Kontroll- Kontroll P Synchrone Kanäle Asynchrone Kanäle Boundary Descriptor Trennlinie Gesetzt im Timing Master Systemstart: 10 synchrone, 5 synchrone Quadlets Verschiebung während der Laufzeit Richtung mehr asynchrone Bandbreite 51

52 MOST Botschaft (3) 1 Block (16 Frames) Master Master Master 1 Frame (64 Byte = 512 Bit) preamble descriptor byte 0 byte 1 byte 2 byte 3 byte 4 byte 5 byte 56 byte 57byte 58 byte 59 byte 0 byte 1 Status boundary Kontroll- Kontroll P Synchrone Kanäle z.b. Audio, Video (6 15 quadlets) Asynchrone Kanäle z.b. CD-ROM (0 9 quadlets) Nutzdaten (60 Byte) vom nächsten Frame Kontrollframe: für Kommandos, Status, Diagnose verteilt: 2 Byte / Frame * 16 Frame / Block = 2756 Kontrollframes/s (44100/16) = Bruttodatenrate 705,5 kbit/s (2756*32*8 Bits/s) -> minus Bandbreite für interne Dienste, Datensicherung, Adressierung, Netzwerkmanagement = Nettobandbreite von 363,1 kbit/s Kontrollframe Kontrollbyte 0 und 1: Arb..... usw. Ziel- Adr. Quell- Adr. Master 144 bits data CRC Status res. 31 Master 52

53 Zusammenfassung der ausgewählten Bussysteme Quelle: Ruhr-Uni Bochum 53