Embedded Systems & Software Automotive Bussysteme Jens Trinczek Darco Saric 29. November 2011 technik.mensch.leidenschaft DIN EN ISO 9001
Gliederung l Einleitung l LIN l CAN l FlexRay l MOST 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 2 technik.mensch.leidenschaft
Einleitung l Automobile Evolution 125 Jahre Automobilentwicklung Schwerpunkt in den Anfängen Zuverlässige Fortbewegung Schwerpunkte der letzten Jahrzehnte Aktive und passive Sicherheit Komfort und Flexibilität Umweltfreundlichkeit Verbessertes Preis-Leistungsverhältnis 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 3 technik.mensch.leidenschaft
Einleitung l Motivation Elektronifizierung des Automobils seit Ende der 70er Jahre Anspruchsvolle Kundenwünsche an ein modernes Auto Strengere Gesetzesvorgaben zur Abgasemission Globalisierung Steigerung des Wettbewerbs- und Kostendrucks 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 4 technik.mensch.leidenschaft
Einleitung l Vorteile Reduktion der Verkabelung Vereinfachung von Projektierung und Installation Modularisierung von Komponenten Sicherheit durch Redundanz 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 5 technik.mensch.leidenschaft
Einleitung l Vorteile Erweiterbarkeit Erweiterte Kommunikationsfähigkeit Diagnosefähigkeit (Fehlerspeicher im Steuergerät) Einfaches Updaten der Steuergerätesoftware 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 6 technik.mensch.leidenschaft
Einleitung l Klassifizierung 400 M 25 M Baudrate bit/s FireWire MOST 10 M 1 M 500 k 20 k LIN CAN (Low Speed) CAN (High Speed) FlexRay TTCAN Bluetooth Klassifizierung Klasse A Klasse B Klasse C Klasse C+ Infotainment Mechatronische Applikationen/ Smart Sensor und Smart Aktor Karosserieelektronik Antrieb/Fahrwerk Sicherheitskritische Systeme Mobile Kommunikation/ Telematik 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 7 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l LIN Fahrzeugvernetzung Motivation Geschichte Konsortium Spezifikation Netzwerk Kommunikationsprinzip Framing Datensicherung Netzwerkmanagement Zusammenfassung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 8 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Fahrzeugvernetzung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 9 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Motivation Kostengünstige Alternative zum Low-Speed CAN Schnelle, einfache und sichere Entwicklung Einfache Integration Zuverlässigkeit Gute Testmöglichkeiten Bereitstellung von Off-the-shelf Knoten 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 10 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Geschichte 1998: Gründung einer Arbeitsgruppe 2000: Vorstellung des LIN-Systems auf der SAE-Konferenz in Detroit April: Veröffentlichung V1.1 Nov: Veröffentlichung V1.2 2001: Serieneinsatz des Lin-Bus-Systems in der SL-Klasse 2002: Erste internationale LIN-Konferenz Veröffentlichung V1.3 2003: Veröffentlichung V2.0 2004: Konformität 2006: Veröffentlichung V2.1 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 11 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Konsortium Administration Altran GmbH Steering Committee Audi, BMW, Daimler, Freescale, Mentor Graphics, Volkswagen, Volvo Associated Members Opel, Agilent Technologies, Analog Devices, Atmel, Conti, Toyota, Vector 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 12 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Spezifikation 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 13 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Work-Flow 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 14 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Netzwerk Master Slave Architektur Datenrate von bis zu 20 kbit/s Leitungslängen bis zu 40 m Maximal empfohlene Knotenanzahl von 16 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 15 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Bus-Treiber Dominanter Pegel (logisch 0) Rezessiver Pegel (logisch 1) Gesendetes Signal wird zurückgelesen 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 16 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Kommunikationsprinzip Empfangszweig Sendezweig Kommunikationszyklus 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 17 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Frame 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 18 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Frame Header Break Field: 13-26 dominante Bits gefolgt von 1-14 rezessiven Bits Sync Field: UART Frame mit dem Wert 0x55 PID: Protected Identifier 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 19 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Frame Response Classic CRC: Enhanced CRC: Datenbytes Datenbytes + PID 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 20 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Frametypen Unconditional Frame Übertragung von Nutzdaten Event Triggered Frame Übertragung von Ereignissen auf Slave Seite Sporadic Frame Prioritätbasierte bedarfsabhängige Übertragung, Master ist einziger Publisher Diagnostic Frame Unsegmentierter Datentransfer Segmentierter Datentransfer 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 21 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Event Triggered Frame Kollisionen können nicht ausgeschlossen werden Master löst die Kollisionen mit der collision resolving schedule auf 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 22 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Diagnostic Frame 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 23 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Diagnostic Frame 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 24 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Datensicherung Status Management Response Error Bit Fehlererkennung Bitmonitoring Checksumme Slave Responding Check Sync-Field Check Fehlerbehandlung Nicht spezifiziert, Aufgabe der Applikationsschicht 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 25 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Netzwerkmanangement 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 26 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) l Zusammenfassung Deterministische Datenübertragung für einfache Sensor- und Aktoranwendungen Zeichenorientiertes UART-basiertes Übertragungsprotokoll Eindrahtleitung, Buslänge < 40 m, max 16 Busteilnehmer Bitrate 1 bis 20 kbit/s Botschaftslänge 2, 4 oder 8 Datenbytes 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 27 technik.mensch.leidenschaft
LIN (Local Interconnect Network) Diskussion 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 28 technik.mensch.leidenschaft
Gliederung l CAN Fahrzeugvernetzung Geschichte Standardisierung Einordnung des Protokolls Netzwerk Kommunikationsprinzip Framing Buszugriff Datensicherung Zusammenfassung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 29 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Fahrzeugvernetzung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 30 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Geschichte 1983 Beginn der Entwicklung bei Bosch 1985 Kooperation mit INTEL zur Chipentwicklung 1988 1992 2001 Serienchip von INTEL verfügbar Daimler beginnt mit der Entwicklung im Kfz Erste Serienanwendung (Motorbus der S-Klasse) Verbreitung von CAN auch ausserhalb der Automobiltechnik Modellübergreifender Einsatz von CAN 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 31 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Standardisierung CAN ist seit 1994 standardisiert ISO 11898-1 Data Link Layer ISO 11898-2 Physical Layer für High Speed CAN ISO 11898-3 Physical Layer für Low Speed CAN ISO 11898-4 Erweiterung des Data Link Layer für zeitgesteuerte Kommunikation (Time Triggered CAN) 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 32 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Einordnung des Protokolls 2 Data Link Layer CAN Protokoll ISO 11898-1 CAN Controller 1 Physical Layer CAN Physical Layer ISO 11898-2 11898-3 CAN Transceiver CAN Bus Medium CiA DS-102 CAN Bus Connector ISO/OSI-Modell CAN im ISO/ OSI-Modell Standards Implementierung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 33 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Netzwerk Knoten A Host Knoten B Host Knoten C Host Controller Controller Controller Transceiver Transceiver Transceiver CANH R T R T CANL Datenrate von bis zu 1 Mbit/s Leitungslängen bis zu 40 m Maximal empfohlene Knotenzahl von 32 (ISO 11898) 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 34 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Netzwerk Empfängerselektive Adressierung Symmetrische Signalübertragung Konfigurationsflexibilität (Erweiterung des Netzes) Broadcast Jeder Knoten empfängt alle Nachrichten Echtzeitfähig Garantierte Latenzzeiten 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 35 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Bus Dominanter Buspegel (logisch 0) Rezessiver Buspegel (logisch 1) Physikalische Realisierung durch Open-Collector-Schaltung Logische Realisierung durch Wired-And-Logic Externe Spannungsversorgung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 36 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Kommunikationsprinzip Botschaft Knoten A Knoten B Knoten C Knoten D ID = 0x14 Sender Empfänger Empfänger ID = 0x36 Sender Empfänger Empfänger ID = 0x65 Empfänger Empfänger Sender Empfänger ID = 0xB7 Empfänger Empfänger Sender Knoten A 0x14 Knoten B 0x36 Knoten C 0x65 Knoten D 0xB7 CAN-Bus 0x36 0x65 0x14 0xB7 t Knoten A 0x65 0xB7 Knoten B 0x65 0x14 Knoten C 0x36 0xB7 Knoten D 0x36 0x65 0x14 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 37 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Framing DEL ACK DEL SOF r IDE RTR r0 r1 RTR IDE SRR 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 38 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Frametypen Data Frame Übertragung von Nutzdaten Remote Frame Data Frame Anforderung von beliebigen Knoten Error Frame Signalisierung eines endeckten Fehlers 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 39 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Buszugriff Multi-Master Architektur Ereignisgesteuert CSMA/CA Bitweise Busarbitrierung Botschaftspriorisierung durch Identifier 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 40 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Prinzip der Datensicherung Fehlerverfolgung CAN Protokoll Fehlerbehandlung Fehlererkennung CAN Physical Layer Störungsvermeidung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 41 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Arbitrierung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 42 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Datensicherung (physikalisch) NRZ-Bitcodierung (Non Return to Zero) Bitstuffingverfahren als Synchronisationsmechanismus Twisted Pair Symmetrische Signalübertragung Terminierung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 43 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Datensicherung (logisch) Fehlererkennung Bitmonitoring ACK Check Form Check Stuff Check CRC Check 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 44 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) l Zusammenfassung Echtzeitbetrieb mit hoher Fehlersicherheit Austausch von Mess-, Steuer- und Reglersignalen Bitstromorientiertes Übertragungsprotokoll Zweidrahtleitung, Buslänge < 40 m Bitrate High Speed: Low Speed: 1 Mbit/s 125 kbit/s Botschaftslänge 0.. 8 Datenbytes 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 45 technik.mensch.leidenschaft
CAN (Controller Area Network) Diskussion 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 46 technik.mensch.leidenschaft
Gliederung l FlexRay Fahrzeugvernetzung Motivation Konsortium Einordnung des Protokolls Netzwerk Kommunikationszyklus Codierung Timing Hierarchie Kommunikationsprinzip Framing Busguardian Synchronisation Datensicherung Zusammenfassung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 47 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Fahrzeugvernetzung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 48 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Motivation Steigende Anzahl der Steuergeräte (Powertrain, Safety, Chassis) Der Markt braucht einen skalierbaren Standard Höhere Datenraten werden erforderlich Es wird ein streng deterministisches und fehlertoleranter System Bus für Hochgeschwindigkeit und harte Echtzeit Anforderungen benötigt 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 49 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Konsortium Das FlexRay Konsortium ist ein Zusammenschluss von Automobilherstellern, Halbleiter-Herstellern, Systemhäusern (HW, SW, Toolchains, Testtools) Gründung 2000 durch BMW und Daimler-Chrysler Core Members: BMW, Bosch, Daimler-Chrysler, Freescale, GM, NXP, VW Premium Associate Members (Auswahl): Electrobit, AS, Conti Decomsys, Delphi, Elmos, Fiat, Ford, Honda, Nissan, Renault, TTAutomotive Software, Tyco, TZM, Vector-Informatik Associate Members (Auswahl): Agilent, dspace, ETAS, Fujitsu, Göpel, Hella, IAV, K2L, Renesas, Softing, TDK, Toyota, TRW, Xilinx, Yokogawa 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 50 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Einordnung des Protokolls 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 51 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Netzwerk Host Controller Host Controller FlexRay- Controller FlexRay- Controller Bustreiber Bustreiber Bustreiber Bustreiber Kommunikationskanal 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 52 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Netzwerk Zeitgesteuerte Kommunikationsarchitektur Deterministische Datenkommunikation Redundante Auslegung des Kommunikationskanals TDMA Verfahren (Time Division Multiple Access) 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 53 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Topologie 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 54 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Kommunikationszyklus 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 55 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Kommunikationszyklus 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 56 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Codierung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 57 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Timing Hierarchie Microtick Kleinste Zeiteinheit, basierend auf lokalem Oszillator Macrotick Erste synchronisierte Zeiteinheit basierend auf einer ganzzahligen Anzahl von Microticks 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 58 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Kommunikationsprinzip (statisches Segment) 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 59 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Kommunikationsprinzip (dynamisches Segment) 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 60 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Framing 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 61 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Busguardian Überwachung der Sendeaktivitäten des Knotens 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 62 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Uhrenabweichung und Korrekturmethoden Abweichung Abweichung Abweichung Abweichung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 63 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Synchronisation 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 64 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Datensicherung NRZ-Bitcodierung (Non Return to Zero) Twisted Pair Symmetrische Signalübertragung Terminierung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 65 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay l Zusammenfassung Deterministischer Echtzeitbetrieb mit hoher Fehlersicherheit Austausch von Mess-, Steuer- und Reglersignalen Bitstromorientiertes Übertragungsprotokoll Zweidrahtleitung, Buslänge bis zu 24 m, max 64 Busteilnehmer Bitrate 10 Mbit/s Botschaftslänge 0.. 254 Datenbytes 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 66 technik.mensch.leidenschaft
FlexRay Diskussion 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 67 technik.mensch.leidenschaft
Gliederung l MOST Fahrzeugvernetzung Motivation Geschichte Konsortium Netzwerk Botschaftsformat Synchroner Datenbereich Asynchroner Datenbereich Steuerdaten 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 68 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Fahrzeugvernetzung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 69 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Motivation Bus für Telematik und Multimedia Anwendungen Hohe Übertragungsbandbreite Geringe Anforderungen an Echtzeitverhalten und Übertragungssicherheit 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 70 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Geschichte Nachfolger des Domestic Data Bus D2B der Firma Philips Ursprünglich von der Firma Oasis Silicon Systems (heute SMSC) entwickelt 1998 Gründung der MOST Cooperation Serieneinführung 2001 im 7er BMW 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 71 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Konsortium Partners Audi, BMW, Daimler, Harman/Becker, SMSC Associated Partners: System Integrators General Motors, Ford, Honda, Volvo, Toyota Associated Partners: Suppliers Analog Devices, Bosch, Bose, Clarion, Alpine, Vector 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 72 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Netzwerk Timing Master Slave Host Controller Audio/Video DSP & Codec Host Controller Audio/Video DSP & Codec asynchrone Daten synchrone Daten asynchrone Daten Steuerbotschaften Steuerbotschaften synchrone Daten MOST Kommunikationscontroller MOST Kommunikationscontroller elektrische Signale elektrische Signale FOT Fiber-Optic Transceiver FOT Fiber-Optic Transceiver optische Signale optische Signale 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 73 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Netzwerk Plastic Optical Fiber POF Bitstromorientierte Datenübertragung (Manchester codiert) Ringstruktur mit bis zu 64 Teilnehmern 25 bis 150 Mbit/s 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 74 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Botschaftsformat 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 75 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Synchroner Datenbereich Einteilung in Zeitschlitze (physikalischer Kanal) zu je 8 Bit Zusammenfassung der physikalischen zu logischen Kanälen (Streaming Channel) Buszugriff auf die Zeitschlitze mit dem TDMA Verfahren Kanäle werden exklusiv Angefordert und wieder freigegeben Datenformat innerhalb der Kanäle beliebig Keine Sender- und Empfangsadressen 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 76 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Asynchroner Datenbereich Botschaften können auf mehrere Frames aufgeteilt werden Buszugriff erfolgt wenn der asynchrone Datenbereich nicht belegt ist Sender erhält keine Empfangsbestätigung bzw. Fehlermeldung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 77 technik.mensch.leidenschaft
MOST l Steuerdaten Aufteilung auf 16 aufeinanderfolgende Frames Verwaltung des Netzwerks und Kommunikation zwischen Anwendungen Ereignisorientierte Übertragung Buszugriff erfolgt asynchron und prioritätenbasiert (CSMA Verfahren) 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 78 technik.mensch.leidenschaft
Gliederung l CAN-FlexRay-Gateway Motivation Aufgaben Fahrzeugvernetzung Netzwerk Beispiel CAN zu FlexRay FlexRay zu CAN 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 79 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l Motivation CAN ist das meistverbreitete Kommunikationsprotokoll im Automotivebereich FlexRay ist das Protokoll für zukünftige Automotive-Systeme Verbinden von Steuergeräten, Aktoren und Sensoren in Systemen mit CAN- und FlexRay-Netzwerken 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 80 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l Aufgaben eines Gateways Empfangen Senden Überwachen (z.b. Reagieren auf ankommende Botschaften) Übersetzen (z.b. zwischen CAN und FlexRay-Protokoll) Routen (z.b. Vergabe von IDs) 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 81 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l Fahrzeugvernetzung 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 82 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l Netzwerk 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 83 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l CAN zu FlexRay FlexRay Static Frame max. 254 Byte Header FlexRay-Payload Trailer Einer CAN- Botschaft wird ein FlexRay-Slot bzw. ein Zeitschlitz in einem FlexRay-Slot zugewiesen. SOF Arbitration Field Control Field CAN-Payload CRC DEL ACK DEL EOF SOF Arbitration Field Control Field CAN-Payload CRC DEL ACK DEL EOF max. 8 Byte CAN Data Frame 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 84 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l CAN zu FlexRay CAN-Botschaft FlexRay-Slot ID = 0x14 ID = 0x36 ID = 0x2 ID = 0x3 Slot Slot Slot Slot Slot Slot Slot Slot Slot FlexRay-Bus 0x3 0x2 0x1 0x3 0x2 0x1 0x3 0x2 0x1 Zyklus n Zyklus n+1 Zyklus n+2 t Latenzzeit max. Latenzzeit = FlexRay-Zykluszeit CAN-Bus t Lange Latenzzeit wenn FlexRay-Slot nicht zeitnah mit CAN-Nachricht Kurze Latenzzeit wenn FlexRay-Slot kurz nach CAN-Nachricht 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 85 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l FlexRay zu CAN FlexRay Static Frame max. 254 Byte Header FlexRay-Payload Trailer Einer FlexRay- Botschaft wird eine CAN-Botschaft bzw. werden mehrere CAN-Botschaften zugewiesen. SOF Arbitration Field Control Field CAN-Payload CRC DEL ACK DEL EOF SOF Arbitration Field Control Field CAN-Payload CRC DEL ACK DEL EOF max. 8 Byte CAN Data Frame 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 86 technik.mensch.leidenschaft
CAN-FlexRay-Gateway l FlexRay zu CAN CAN-Botschaft FlexRay-Slot ID = 0x14 ID = 0x36 ID = 0x2 ID = 0x3 FlexRay-Bus Zyklus n Zyklus n+1 Zyklus n+2 t Latenzzeit Latenzzeit hängt von CAN-Busauslastung ab CAN-Bus Sofortige Weiterleitung der Botschaft bei niedriger CAN- Busauslastung Verzögerung der Weiterleitung durch hohe CAN-Busauslastung t 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 87 technik.mensch.leidenschaft
Automotive Bussysteme l Links www.lin-subbus.org www.can-cia.de. www.can.bosch.com www.flexray.com www.mostcooperation.com 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 88 technik.mensch.leidenschaft
Atuomotive Bussysteme Automotive Bussysteme Diskussion 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 89 technik.mensch.leidenschaft
Atuomotive Bussysteme Haben Sie Fragen? Jens Trinczek jens.trinczek@mixed-mode.de 2011 2011 2011 Mixed Mixed Mixed Mode Mode GmbH Mode GmbH - Ein Unternehmen - - Ein Ein Unternehmen der PIXEL Group der der PIXEL PIXEL Group Group -- www.mixed-mode.de - Folie 90 technik.mensch.leidenschaft
Lochhamer Schlag 17 82166 Gräfelfing Tel.: 089/8 98 68-200 Fax: 089/8 98 68-222 info@mixed-mode.de www.mixed-mode.de