Interview mit BMW Ethernet revolutioniert die Fahrzeug-Vernetzung

BMW hat Ethernet ins Auto gebracht, zuerst für die Fahrzeugdiagnose, im neuen BMW X5 jetzt auch für sein kamerabasiertes Fahrerassistenzsystem. Markt&Technik fragt Dr. Kirsten Matheus, Ethernet Project Manager bei BMW, warum das Unternehmen Ethernet forciert, und warum MOST keine Alternative ist.

Markt&Technik: BMW gilt als stärkster Treiber für Ethernet im Fahrzeug. Das Unternehmen nutzt aber auch MOST, und MOST150 würde sich ebenfalls für kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme anbieten. Warum forciert BMW dann trotzdem Ethernet?
Dr. Kirsten Matheus: Die Verwendung von 100 MBit/s-Ethernet ist kostengünstiger und stellt mehr Bandbreite zur Verfügung als MOST25. Die reale Datenrate von 100MBit/s-Ethernet beträgt 100 MBit/s pro Verbindung und Richtung. Da Ethernet-Übertragungsstrecken über Switches miteinander verbunden werden, ergibt sich eine enorme Flexibilität für die Topologie und eine insgesamt wesentlich höhere Datenrate im gesamten Netz. MOST wird als Ring – virtuell oder effektiv – aufgebaut, und bei MOST150 wird die Datenrate von weniger als 150 MBit/s zwischen allen Teilnehmern geteilt.

Markt&Technik: Mit Ethernet sind aber auch technische Nachteile wie geringere Störsicherheit, Arbitrierungsverluste, kein deterministisches Verhalten und zeitliche Synchronisierung verbunden, wie sehen Sie das?
Dr. Kirsten Matheus: Mit Audio Video Bridging – kurz AVB – steht schon heute eine Gruppe von IEEE-Standards zur Verfügung, mit denen ein sehr gutes Zeitverhalten in einem Ethernet-Netz erreichbar ist. BMW nutzt die AVB-Standards in seinen Implementierungen. Bei einem geswitchten Ethernet-Netzwerk gibt es keine Arbitrierungsverluste. Arbitierungsverluste entstehen nur dann, wenn Ethernet mit CSMA verwendet wird, was aber schon sehr lange unüblich ist und auch von BMW nicht gemacht wird. Darüber hinaus kann ich nur sagen: Die Leistungsfähigkeit der verwendeten Ethernet-Lösung ist vollkommen ausreichend. Wenn das nicht der Fall wäre, dann würde BMW die Technologie nicht im Fahrzeug einsetzen.

Markt&Technik: Neben Broadcom mit seinem BroadR-Reach gibt es noch Marvell und Micrel, die Ethernet-PHYs für Automotive-Anwendungen anbieten. Wie beurteilen Sie die Gefahr, dass sich beim Ethernet-PHY nicht die physikalischen Spezifikationen von Broadcoms BroadR-Reach als Defacto-Standard durchsetzen?
Dr. Kirsten Matheus: BMW ist kein Autohersteller bekannt, der, mit Ausnahme beim Diagnosezugang, auf eine andere technische Lösung als BroadR Reach Ethernet setzt. Aber selbst wenn es eine Alternative gäbe, würde das dem Erfolg von Ethernet-basierter Kommunikation im Fahrzeug keinen Abbruch tun.

Markt&Technik: MOST arbeitet mit MOSTnG bereits an der nächsten Generation mit Datenraten von bis zu 5 GBit/s. Auch auf der Ethernet-Seite wird an Datenraten im Gigabit-Bereich gearbeitet. Könnte hier eine frühzeitige Verfügbarkeit von MOSTnG zu einer Renaissance von MOST führen?
Dr. Kirsten Matheus: Nein, bei MOST NG sollen völlig neue Kommunikationsmechanismen umgesetzt werden, so dass es sich quasi um einen Technologieneustart handelt. Dies bedarf einiger Jahre Entwicklungsaufwand. Zudem ist ein entscheidender Vorteil von Ethernet, dass es sich an das ISO-OSI-Layer-Schichtenmodell hält und so auf einzelnen Ebenen Protokolle gegen andere ausgetauscht werden können, ohne dass das gesamte System verändert werden muss.

Markt&Technik: Wenn man sich Szenarien von Conti ansieht, dann könnten zukünftige Netze im Fahrzeug zum Großteil auf CAN und Ethernet basieren, MOST würde komplett verschwinden und FlexRay ausschließlich auf den Antrieb beschränkt sein. Was erwarten Sie?
Dr. Kirsten Matheus: Jede Wahl der Vernetzungstechnologie folgt einem einfachen Kosten/Nutzen-Prinzip. Entweder es können Kosten eingespart werden, oder die neuen Funktionen, die durch ein anderes leistungsstärkeres Vernetzungssystem möglich werden, rechtfertigen höhere Kosten durch entsprechenden Kundennutzen. Daran wird sich auch mit Ethernet nichts ändern. Eine Vernetzungstechnologie wird nicht zum Selbstzweck eingeführt, sondern um ein Kundenerlebnis zu erzeugen. Welche Vernetzungstechnologien sich dabei langfristig durchsetzen werden, wird ein interessanter Prozess sein und von einer Vielzahl sich gegenseitig bedingender Einflüsse abhängen.
Mit Ethernet kommt jetzt erst einmal ein weiterer Bus ins Fahrzeug, so dass die Komplexität steigt.
Solche Umstellungen müssen immer mit Bedacht erfolgen und brauchen ihre Zeit. Schließlich soll die Sicherheit im Fahrzeug zu keiner Zeit gefährdet werden, und das hat oberste Priorität.

Markt&Technik: Auch wenn die Mitgliederanzahl der OPEN Alliance kontinuierlich gestiegen ist, heißt das nicht, dass alle wichtigen OEMs und Zulieferer von Ethernet überzeugt sind. Welche Argumente sprechen für Ethernet?
Dr. Kirsten Matheus: Ethernet im Fahrzeug bedeutet: Inspiration durch die nahtlose Integration des Fahrzeugs in die IT- und Consumer-Welt, Kreativität für neue Kundenfunktion durch höhere Datenraten, Unabhängigkeit und Freiheit durch die Auswahl aus einer auf einmal großen Anzahl von verwendbaren Protokollen, Technologien, Applikationen und Zulieferern, Flexibilität und Zukunftssicherheit. Dem kann sich kein Automobilhersteller oder Zulieferer verschließen.