Busspezifische Hardware für Analyse und Simulation
Effizienter Zugriff auf den FlexRay-Bus
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Zweiter Startup-Controller zum Hochfahren integriert
Die Simulation inaktiver Steuergeräte ermöglicht im Nachhinein das Löschen und Ergänzen von zu sendenden Frames, auch wenn man sie beim Startup noch nicht definiert hatte. Die Bus-Transceiver können inaktiv geschaltet werden (Sleep-Mode) und dennoch Wakeup-Pattern jederzeit erkennen. Die Bus-Transceiver können natürlich auch aktiv ein Wakeup durchführen.
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Wenn zusammengehörige Daten nicht in einen FlexRay-Slot passen, ist die konsistente Übertragung in zwei Frames des gleichen Zyklus möglicherweise gefährdet. Abhilfe schafft hier ein „Gruppen-Update“, das zusammengehörige Frames immer nur gemeinsam versendet.
Zum Hochfahren eines FlexRay-Clusters benötigt man mindestens zwei Steuergeräte, die einen Startup durchführen. Nun gibt es aber Steuergeräte, die sich immer erst nach einem erfolgreichen externen Startup in die Kommunikation integrieren und folglich nicht startup-fähig sind. Hat man für die Messung oder Simulation nur solche Geräte in einem Netzstrang, ließe sich das Bussystem mangels startfähiger Teilnehmer nicht hochfahren. In allen FlexRay-Schnittstellen wurde deshalb ein zweiter Communication- bzw. Startup-Controller integriert.
Ankopplung eigener Applikationen an die Hardware
Mit den FlexRay-Schnittstellen der neuen Generation bietet Vector Informatik für die wichtigsten PC-Plattformen und Schnittstellen-Typen leistungsfähige Hardware-Lösungen, die insbesondere auf die Anforderungen in Simulation, Analyse, Kalibrierung und Test zugeschnitten sind (Bild 4). Die Stärken der USB-Varianten VN3600 und VN7600 liegen im mobilen Bereich. Sie eignen sich zur Analyse und für einfache Simulationen, während die PCI-Karte VN3300 für komplexe Simulationen von mehreren Steuergeräten unter Echtzeit-Vorgaben prädestiniert ist.
FlexRay-Busse kommen derzeit vorwiegend zusammen mit vorhandenen CAN-Netzwerken zum Einsatz. Diesem Umstand wird das FlexRay/CAN-USB-Interface VN7600 mit zwei FlexRay- und drei CAN-Kanälen in einem Gerät gerecht. Entwickler von FlexRay/CAN-Anwendungen profitieren bei Busanalysen und Simulationen vom gleichzeitigen Zugriff auf beide Bussysteme mit nur einem Hardware-Modul. Die kombinierte Hardware-Lösung für FlexRay und CAN vereinfacht insbesondere eine genaue Synchronisation der verschiedenen Bussysteme mit hochgenauen Zeitstempeln auf einer gemeinsamen Zeitbasis. Gegenüber mehreren separaten Lösungen lässt sich diesbezüglich eine wesentlich höhere Qualität erreichen, da bei der Anbindung über USB immer Latenzen einzukalkulieren sind.
Für kleine bis mittelgroße Projekte mit Echtzeit-Anforderungen – beispielsweise Hardware-in-the-Loop-Simulationen – gibt es die besonders geeignete CANoe-RT-Plattform (Bild 3). Sie separiert die Visualisierungs- und Bedienfunktionen von der Echtzeit-Simulation. Die Simulation wird auf einem separaten Rechner unter Windows XP Embedded störungsfrei ausgeführt, wodurch verlässliche Updates zu den Sendezeitpunkten garantiert sind. Für diesen RT-Box oder RT-Rack genannten Rechner kommt nur ein schnelles PCI-Interface wie das VN3300 in Frage.
Für minimale Antwortzeiten und ein deterministisches Zeitverhalten der Applikation sind kurze Latenzzeiten und ein minimaler Jitter unabdingbar. Zu den eigentlichen Berechnungen der Applikation addieren sich die Zeiten für die Transportvorgänge durch verschiedenste Kommunikationsschichten.
Um dennoch eine geringe PC-Belastung zu erreichen, wurde DMA (Direct Memory Access) in die FlexRay-Hardware implementiert. DMA erlaubt hohe Übertragungsraten und entlastet gleichzeitig den Hauptprozessor bzw. stellt diesem mehr Zeit für Berechnungen zur Verfügung. Die Latenzzeiten wurden – wie schon bei den CAN-Schnittstellen der Vector Informatik – optimiert. Die kleinsten Latenzzeiten sind systembedingt mit den PCI-Schnittstellen erreichbar.
- Effizienter Zugriff auf den FlexRay-Bus
- Effizienter Zugriff auf den FlexRay-Bus
- FlexRay-Schnittstellen für alle Anforderungen
- Zweiter Startup-Controller zum Hochfahren integriert
- Intelligente Zusatzfunktionen für den Entwickler-Alltag
