Nutzung von FlexRay für die IP-Kommunikation im Fahrzeug
FlexRay meets Internet Protocol
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
FlexRay meets Internet Protocol
In der Mitte des Bildes ist der Vollduplex-Betrieb dargestellt, bei dem zwei FlexRay-Transceiver eingesetzt werden. In diesem Fall kann gleichzeitig gesendet und empfangen werden. Die Vernetzung erfolgt in einer Sterntopologie. Die beiden Topologie-Varianten (Linie und Stern) können über einen Switch kombiniert werden. Auch eine Kombination mit Standard-Ethernet ist somit denkbar. Dies ermöglicht eine sehr hohe Flexibilität:
- Steuergeräte mit geringen Anforderungen an die Datenrate können über eine Linientopologie verbunden werden.
- Steuergeräte mit mittlerem Datenaufkommen können über eine FlexRay-Vollduplex-Verbindung vernetzt werden.
- Steuergeräte mit höheren Anforderungen an die Datenrate oder ein Netzwerk-Backbone können mit Standard-Ethernet (100 Mbit/s) oder Gigabit-Ethernet gekoppelt werden.
Jobangebote+ passend zum Thema
Gerade in Kombination mit Standard-Ethernet wird die Skalierbarkeit des Gesamtsystems deutlich. Je nachdem, welche Anforderungen an eine Kommunikationsverbindung gestellt werden, kann entschieden werden, auf welche Technologie zurückgegriffen wird.
Die Anwendungsgebiete für das FlexRay-basierte Kommunikationssystem sind vielfältig und vor allem im Hinblick auf Steuergeräte zu sehen, die kleine bis mittlere Datenraten benötigen. Denkbar sind der Einsatz im Komfortbereich, die Übertragung von Audio- und Videoströmen, die Kommunikation mit einer Telematikeinheit oder die Anbindung von Fahrerassistenzsystemen. Für Anwendungen mit deutlich höheren Datenraten kann auf das schnellere Standard-Ethernet zurückgegriffen werden.
Im Vergleich zu Standard-Ethernet hat die FlexRay-Lösung den Vorteil, mit kostengünstigen Komponenten (FlexRay-Transceiver, -Kabel und -Stecker) auszukommen und gleichzeitig den strengen Anforderungen im Automobil gerecht zu werden. Im Vergleich zur „IP over FlexRay“-Lösung kann eine deutlich höhere Datenrate realisiert werden, da der Overhead durch das TDMA-Verfahren eingespart werden kann.
Die prototypische Implementierung in einem FPGA hat gezeigt, dass die Komplexität der Anpassungsschicht sehr gering gehalten werden kann. Für die Anbindung des FlexRay-Transceivers an die MII-Schnittstelle werden deutlich weniger als 25 000 Logik-Gatter benötigt. Eine Umsetzung der Anpassungsschicht in einem kleinen ASIC oder die Integration in einen FlexRay-Transceiver wären damit denkbar.
Durch den Wegfall des TDMA-Verfahrens und der Synchronisationsmechanismen von FlexRay verliert das System allerdings die Möglichkeit, Nachrichten mit harten Echtzeit-Anforderungen zu übertragen. Insbesondere im Linientopologie-Betrieb ist mit einem erhöhten Jitter zu rechnen. Für zeit- und sicherheitskritische Anwendungen, beispielsweise im Fahrwerksbereich oder Antriebsstrang, ist das beschriebene System wenig geeignet. Hier hat nach wie vor reines FlexRay seine Vorteile.
- FlexRay meets Internet Protocol
- FlexRay meets Internet Protocol
- FlexRay meets Internet Protocol
- FlexRay meets Internet Protocol
- FlexRay meets Internet Protocol
- FlexRay meets Internet Protocol
- FlexRay meets Internet Protocol
