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Aktuelle Mikrocontroller und zukünftige Bordnetze

Autotainment – das Auto am Draht

22. Oktober 2010, 11:01 Uhr | Angela Präg-Gigou

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Autotainment – das Auto am Draht

Dasselbe gilt für »Extended Floating Car Data« (XFCD). Sensordaten liefern Informationen über den Zustand des Fahrzeugs. Das Bordnetz wertet diese nach bestimmten Algorithmen für verschiedene Situationen aus. Es erkennt zum Beispiel anhand von ABS und ESP, dass bei einer eben passierten Stelle Glatteis vorherrscht. Das Gerät schickt diese Angaben an die Zentrale. Diese untersucht die Daten auf Plausibilität und prüft, ob andere Verkehrsteilnehmer von dieser Stelle dieselben Ergebnisse gesendet haben.

Ist dies der Fall, schickt ein Telematikdienstleister eine Warnung für diese Position heraus, damit sich andere Fahrer rechtzeitig auf die gefährliche Situation einstellen können. Warnungen vor Eis, Regen oder Nebel kommen rechtzeitig an, um schwere Unfälle zu verhindern. Um den derzeitigen Entwicklungsstand des Autos auf das Niveau der kommenden Trends zu heben, finden insbesondere Mikrocontroller (MCUs) vermehrt Einzug in die Autoelektronik. Sie ermöglichen das leistungsfähige und »intelligente« Bordnetz der Zukunft.

Auf der electronica 2010 präsentieren Anbieter wie Renesas Electronics, Rohm Semiconductors, Epson, Freescale oder das Fraunhofer-Institut ihre Innovationen. Mittelklasse- und Low-End-MCUs steuern Airbags, Wegfahrsperren, die Innenbeleuchtung und Türschließmechanismen. Die neuesten 32-Bit-High-End-MCUs kommen vor allem bei multimedialen Daten für Unterhaltungs- und Navigationssysteme zum Einsatz und können Steuerungsalgorithmen in Echtzeit verarbeiten.

MCUs entlasten die immer komplexer werdende Bordnetzarchitektur erheblich. In Bordnetzen kommunizieren unterschiedliche Busse, Bus-Cluster und elektronische Steuergeräte miteinander. Um den verschiedenen Anforderungen an sicherheitsrelevante Funktionen, an das Infotainment oder das Echtzeitverhalten gerecht zu werden, kommen häufig mehrere Bussysteme wie Sensor-Aktor-Netzwerke, Echtzeitnetzwerke oder solche für multimediale Anwendungen zum Einsatz.

Zur Vereinfachung der Bordnetzarchitektur ist der flexible Einsatz von verschiedenen Netzwerken wie MOST, FlexRay und Ethernet notwendig. Ethernet ist in einigen Fahrzeugen bereits im Einsatz und gewinnt eine immer bedeutendere Rolle. Ethernet hat sich bereits in der industriellen IT, beispielsweise bei der Vernetzung von Maschinen, als zuverlässiges und sicheres Netzwerk bewährt.

Zusätzlich lassen sich durch die offenen Standards von Ethernet/IP und die Vielzahl an verfügbaren Protokollen mobile Geräte wie Mobiltelefone und MP3-Player leichter in das Auto integrieren. Die Folge sind eine effiziente Datenverarbeitung und ein sicheres Kommunikationsnetz. Für den Endkunden bedeutet das: Das Internet hält Einzug ins Auto. Das alles ist bisher aber noch nicht möglich, weil es noch unterschiedliche Entwicklungszyklen, unzureichende Übertragungsraten im mobilen Datenverkehr und noch keine festen Standards gibt. Deshalb ist die Standardisierung von MCUs speziell in der Automobilindustrie wichtig.

Elektronik für mehr Sicherheit

Navigationssysteme liefern zurzeit »lediglich« Karten- und Verkehrsinformationen. Für künftige Navigationssysteme erwartet der japanische Automobilzulieferer Denso die Integration von Wetterberichten, Internet-Zugang und Fernsehmeldungen über einen Stimmen-Synthesizer. Drahtlose Netzwerke erlauben eine interaktive Kommunikation, neue Steuerungssysteme kommunizieren mit der Außenwelt, die Sicherheitssysteme der Zukunft retten Leben, und neuartige Human-Maschine-Interfaces (HMIs) stellen akustische, grafische sowie biometrische Assistenzsysteme zur Verfügung.

Fahrerassistenzsysteme wie ABS oder ESP greifen teilweise autonom oder selbstständig in Antrieb, Steuerung oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen. Denso hat MCUs angekündigt, die für die drei Bereiche des automobilen Lebens – Fahrzeug, HMIs und Straße – »intelligente« Funktionen bereitstellen.