Datenkommunikation im Automobil

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Edith Böhler
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1 Christoph Marscholik Peter Subke Datenkommunikation im Automobil Grundlagen, Bussysteme, Protokolle und Anwendungen Hüthig Verlag Heidelberg

1 Elektronik im Fahrzeug 1 1.1 Historische Entwicklung der Elektronik im Fahrzeug 1 1.2 ECU-Hardware 4 1.3 Steuergeräte-Software 7 1.4 Standardisierung 7 1.

2 1 Elektronik im Fahrzeug Historische Entwicklung der Elektronik im Fahrzeug ECU-Hardware Steuergeräte-Software Standardisierung Zusammenfassung und Ausblick 9 2 Grundlagen der Datenkommunikation Kommunikation Vernetzungstopologien Kommunikationsarten Nicht bestätigte Kommunikation Bestätigte Kommunikation (Client-Server-Modell) Indirekte Kommunikation über einen Verbindungsknoten (Gateway) Bestätigte Broadcast-Kommunikation Das generische ISO/OSI-Schichtenmodell im Überblick Ableitung der Diagnose-Terminologie Die ISO/OSI-Header Protocol Data Unit - PDU Diagnosedienste und das ISO/OSI-Modell 27 3 Bussysteme Historische Entwicklung SAE J K-Leitung Bus-Physik (Physical Layer) Aufbau einer Nachricht auf der K-Leitung nach ISO Initialisierung der Kommunikation CAN Historische Entwicklung CAN-Bus Übersicht CAN-Controller CAN Physical Layer CAN-Frames (Data Link Layer) Fehlermanagement (-erkennung) 47

3.5 LIN 2.0 50 3.5.1 Historische Entwicklung 50 3.5.2 Übersicht 51 3.5.3 Physical Layer Specification (PHY) 52 3.5.4 Protocol Specification (PROT) 53 3.5.5 Diagnostic and Configuration Specification (DIAG) 57 3.

3 3.5 LIN Historische Entwicklung Übersicht Physical Layer Specification (PHY) Protocol Specification (PROT) Diagnostic and Configuration Specification (DIAG) FlexRay Topologien Physical Layer Data Link Layer Uhrensynchronisation Multimedia-Netzwerke Einleitung MOST IDB Vernetzte Netzwerke 75 Protokolle Einführung in die Diagnosekommunikation Onboard-Kommunikation Offboard-Kommunikation Zusammenfassung der Steuergerätefunktionen Diagnoseprotokolle KWP Diagnostics on CAN Adaption des ISO/OSI-Modells für die Diagnosekommunikation Der Diagnosedienst Prinzipieller Aufbau von Diagnosebotschaften Diagnosebotschaft vom Typ Request Diagnosebotschaft vom Typ Response Diagnosebotschaft vom Typ Positive Response Diagnosebotschaft vom Typ Negative Response Diagnosebotschaft vom Typ Keine Antwort" Service-Parameter Zusammenfassung und Beispiel Functional Classes Techniken der Diagnoseprotokolle Adressvergabe Abläufe in der Diagnosekommunikation Adaption der Diagnosebotschaft in die Network und Transport Layer Segmentierung 108

XI 5 Unified Diagnostic Services 117 5.1 Die normierten Services 120 5.1.1 Kurzbeschreibung der Services 122 5.2 Aufbau der UDS-Botschaften 126 5.2.1 Das Sub-Function Byte 128 5.2.2 Hinweise zum Response Handling in UDS 131 5.

4 XI 5 Unified Diagnostic Services Die normierten Services Kurzbeschreibung der Services Aufbau der UDS-Botschaften Das Sub-Function Byte Hinweise zum Response Handling in UDS Zusammenfassung der UDS-Botschaften UDS-Kommunikationsabläufe Einfacher Ablauf ohne Sub-Function Byte Einfacher Ablauf mit Sub-Function Byte Periodischer Ablauf Ereignisgesteuerter Ablauf Diagnose-Sessions UDS Sessions Session-Wechsel Rücksetzen der Zustandseigenschaften Beispiel einer Diagnosesitzung Schlussbetrachtung des UDS Unterschiede KWP 2000 und UDS Allgemeine Hinweise zu UDS Kommunikationssysteme Übersicht Proprietäre Kommunikationssysteme EDIS E-Tester ASAM MCD und ISO MVCI Der ASAM e.v ASAM AE D-Server Interner Aufbau eines D-Servers Umsetzungsbeispiel Diagnostic Tool Set Kernaufgabe eines D-Servers Die Programmierschnittstelle des D-Servers Generischer Ablauf einer D-Applikation Job-Ausführung auf dem D-Server Job-Aufbau und Erzeugung Schnittstellen zur VCI-Hardware Proprietäre Lösungen zur Ankopplung von VCI-Hardware Der Communication Processor und die D-PDU API Migrationsszenarien Kostenreduktion durch den Einsatz der D-PDU API 191

XII 6.6 Interface-Hardware 191 6.6.1 CAN-Interfaces 192 6.6.2 Diagnose-Interfaces 193 7 Datenbasen 199 7.1 Einleitung 199 7.2 Der Standard ODX 200 7.2.1 Was ist ODX? 200 7.2.2 Diagnosedaten 201 7.2.3 Austauschprozesse 204 7.

5 XII 6.6 Interface-Hardware CAN-Interfaces Diagnose-Interfaces Datenbasen Einleitung Der Standard ODX Was ist ODX? Diagnosedaten Austauschprozesse Entstehung einer Diagnosespezifikation Historische Entwicklung des ODX-Standards Aufbau des Standards ODX V Die fünf ODX-Kategorien Diag-Layer und Diag-Layer-Container Spezifikation der Kommunikationsparameter Fahrzeuginformationen und -topologie Programmierbeschreibungen Steuergeräteübergreifende Jobs Datenbasis vs. Data-Pool Die ODX-Datenbasis ODX-Data-Pool Redundanzvermeidung Elemente und Attribute des ODX Aufbau des Diagnosedienstes in ODX Simple Data Object Property Computational Methods Zusammenfassung der Datenprozessierung Komplexe und erweiterte Datentypen Complex Data Object Properties Tabellen DTC-Beschreibungsobjekte Vererbung Import vs. Vererbung Fallbeispiele für Vererbungsbeziehungen Autorensysteme Austauschformat XML Unterstützung durch das Autorensystem Herstellung eines MCD-Projektes Datenqualität Import und Export von Daten Packed ODX (PDX) Eigenschaften des PDX 266

XIII 7.9 Neuerungen mit ODX 2.1 (ISO 22901) 267 7.9.1 Anzahl der ODX-Kategorien 268 7.9.2 Beziehungen zwischen den DiagLayern 272 7.9.3 Wiederverwendung kompletter DTC-DOPs 274 7.9.4 Weitere Neuheiten 275 8 Anwendungen 277 8.

6 XIII 7.9 Neuerungen mit ODX 2.1 (ISO 22901) Anzahl der ODX-Kategorien Beziehungen zwischen den DiagLayern Wiederverwendung kompletter DTC-DOPs Weitere Neuheiten Anwendungen Übersicht Protokollentwicklung und -test Eigenschaften des Werkzeuges Monaco Die Applikation Monaco auf dem D-Server Analyse des OBD-Dienstes Mode $ Restbussimulation Gatewaytester ECU-Hardware-Tester Hardware In The Loop (HIL) Anwendungsbeispiel: AutomationDesk Anwendungsbeispiel: LABCAR VAS Re-Programmierung und der ODX Standard Erst-Programmierung vs. Re-Programmierung Programmierung durch Fahrzeughersteller und Steuergerätezulieferer Erst-Programmierung Re-Programmierung Programmierprozesse des Steuergeräteherstellers Mechanismen des ODX Standards für die Flashprogrammierung ODX-Idents Speicherung der Programmierlogik und Ausführung von Sessions Assistenten zur Befüllung der ODX-Daten Zusammenfassung Prüfsysteme in der Produktion Prüfsystem für Lenkwinkelsensoren EOL-Prüfsysteme Flashen in der Fahrzeugmontage Fahrversuche Diagnose in der Werkstatt Volkswagen-Diagnosegeräte DAF DAVIE XDc Elektronisches Service Tool (EST) OBD-Analyse mit PDA 327

7 XIV Glossar 331 Abkürzungsverzeichnis 357 Anhang 363 Weiterführende Literatur 363 SAE Standards ( 364 ISO-Standards ( 364 Sachwörterverzeichnis 367

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