Entwurf von Vernetzungstopologien (In-Vehicle Networks) Das Virtuelle Fahrzeug (Teil 1)

Aktuelle Fahrzeugsysteme beinhalten eine signifikante Anzahl an Steuergeräten – in Extremfällen mehr als 100. Alle Steuergeräte sind über digitale Kommunikationsnetzwerke miteinander verbunden. Die Entwicklung der zugehörigen Topologien der...

Entwurf von Vernetzungstopologien (In-Vehicle Networks)

Aktuelle Fahrzeugsysteme beinhalten eine signifikante Anzahl an Steuergeräten – in Extremfällen mehr als 100. Alle Steuergeräte sind über digitale Kommunikationsnetzwerke miteinander verbunden. Die Entwicklung der zugehörigen Topologien der physikalischen Schicht hat sich mittlerweile als enorme Herausforderung dargestellt. Sie erfordert modellbasierte Methoden und Tools, um frühzeitig im Entwicklungsprozess Topologiekonzepte validieren zu können.

In aktuellen Fahrzeuggenerationen erfolgt die Vernetzung der Steuergeräte über digitale Kommunikationsbusse. Zumeist sind hier mehrere Technologien wie CAN, LIN, MOST oder FlexRay parallel im Einsatz. Der parallele Einsatz ist nötig, um den Ansprüchen der jeweiligen Anwendung hinsichtlich Datendurchsatz, Sicherheit und Kostenoptimierung zu genügen. Die am häufigsten eingesetzte Technologie ist immer noch der CAN-Bus, der in nahezu jedem Fahrzeug implementiert ist. Typische Anwendungen sind die Vernetzung des Antriebsstrangs oder der Komfortfunktionen. Speziell im Komfortbereich hat der Wunsch nach vielen neuen Funktionen die Anzahl der Steuergeräte in die Höhe getrieben. Ein Beispiel ist die Zusammenlegung von ehemals parallel arbeitendem Low-Speed-CAN- und High-Speed-CAN-Bussen durch eine Migration zum High-Speed-CAN. Hier können Kosten eingespart und unnötige Gateways zwischen den beiden Bussystemen entfernt werden. In heutigen High-Speed-CAN-Netzwerken sind 22 Steuergeräte keine Seltenheit mehr. Bei der Auslegung der Vernetzungstopologien im Rahmen der Signalintegrität sind neben der Anzahl der Steuergeräte auch noch andere wichtige Punkte zu berücksichtigen. Auch sie machen dem Netzwerkentwickler das Leben schwer.