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Bussysteme

Herausforderungen von Ethernet-Debugging

19. Oktober 2012, 8:59 Uhr | Helge Zinner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Netzwerkanalyse bei Ethernet

Ein wichtiges Kerngebiet der Analyse des Datenverkehrs umfasst neben der Restbussimulation das Sammeln und Auswerten der aufgenommenen Daten. Das Mitlesen am Netzwerk zur Messung der ausgetauschten Daten und die Aufzeichnung der Kommunikation ermöglichen es, Fehler zu diagnostizieren, identifizieren und reproduzieren.

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Ethernet-Switches sind die zentralen Knoten eines Ethernet-Netzwerks, die den Datenverkehr verteilen. Diese bieten die Funktion des Port-Mirroring, bei dem Pakete von mehreren Ports an einem oder mehreren Mirror-Ports gespiegelt werden. Praktisch kann so jedoch am Switch eine viel höhere Datenrate entstehen, welche nicht über einen einzelnen Mirror-Port übertragen werden kann (Bild 1). Die aufsummierte Datenrate darf die maximale Datenrate des Mirror-Ports nicht überschreiten. Die heute im Fahrzeug eingesetzten Zugangssysteme zur Diagnose und Analyse verfügen bereits über eine Ethernet-Schnittstelle. Diese wird jedoch nicht ausreichen, da die Daten an mehreren Stellen parallel abgegriffen werden müssen. Bei einem Fünf-Port-Switch und jeweils einer Datenrate von 100 Mbit/s Full Duplex pro Port (×2) müsste ein Mirror-Port im schlimmsten Fall eine Datenrate von 1 Gbit/s zur Verfügung stellen, um die einkommenden und ausgehenden Daten weiterzuleiten.

Ethernet-Daten werden typischerweise nicht wie bei CAN oder FlexRay an alle Knoten verteilt. Der Abgriff aller Pakete an einer zentralen Stelle ist generell nicht möglich. Dies stellt wiederum eine große Herausforderung an die Werkzeughersteller dar; Analysewerkzeuge müssen die Daten verteilt und synchronisiert über viele Kanäle aufnehmen und zuordnen. Die Hardware-Anforderungen hinsichtlich Rechenleistung, Zeitsynchronisation und Speicher werden die der heutigen Werkzeuge deutlich übersteigen.