Protocol Data Units (PDU) erweitern den FIBEX-Standard
Keine Angst vor FIBEX-PDUs
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Keine Angst vor FIBEX-PDUs
Zur klareren Unterscheidung wurde der PDU in AUTOSAR ein einzelnes Buchstaben-Präfix hinzugefügt:
- I-PDU: Interaction Layer Protocol Data Unit (zusammengebaut und zerlegt in der COM-Schicht).
- N-PDU: Network Layer Protocol Data Unit (zusammengebaut und zerlegt in einem Transport-Protokoll-Modul).
- L-PDU: Data Link Layer Protocol Data Unit (zusammengebaut und zerlegt in der Hardware-Abstraktionsebene).
In FIBEX wird die I-PDU als PDU-Element repräsentiert. Eine Beschreibung für N-PDUs und L-PDUs existiert in FIBEX nicht.
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Auswirkungen auf die Modellierung
Die im FIBEX-Format definierten PDUs finden sich aber nicht nur bei der Übertragung der Daten wieder. Ebenso umfangreich sind die Möglichkeiten und Auswirkungen, die sich zum Beispiel für die Modellierung der FlexRay-Kommunikationsanteile ergeben. So ist es nun möglich, mit den zusammenhängenden Daten eine stärkere Strukturierung des Modells herbeizuführen. Dieses führt zu einer besseren Übersichtlichkeit und letztendlich zu einer einfacheren Modellierung.
Zur optimalen Unterstützung befindet sich in der neuesten Version 2.1 des „dSpace FlexRay Configuration Package“ daher auch eine PDU-Unterstützung auf Basis von FIBEX 3.0. Sollte weiterhin FIBEX 2.x verwendet werden, so kann der Anwender wahlweise den bewährten signalbasierten Ansatz weiterverfolgen oder auch auf einen frame-basierten Ansatz wechseln. In diesem Fall erhält er Simulink-Blöcke, die einem Frame mit dem dafür verfügbaren Funktionsumfang entsprechen. So profitieren auch Anwender von FIBEX-2.x von einer übersichtlicheren Modellierung und einer reduzierten Blockanzahl. Die dSpace-Werkzeugkette mit ihren echtzeit-fähigen Simulationsplattformen trägt somit den verbesserten Möglichkeiten Rechnung und unterstützt diese von der Modellierung bis zur Konfiguration eines Testsystems. Der Arbeitsablauf besteht dabei immer aus einigen wenigen Schritten. Beispielhaft wird dieses nun für die neue PDU-Unterstützung gezeigt.
Startpunkt ist das im „dSpace FlexRay Configuration Package“ enthaltene Configuration Tool. In diesem wählt der Anwender aus dem Inhalt einer gesamten FIBEX-Datei diejenigen Kommunikationsanteile aus, die auf dem Simulator zur Verfügung stehen sollen. Im Fall von FIBEX 3.0 werden dem Nutzer daher ausschließlich PDUs und die sich darin befindlichen Signale angezeigt. Die Eigenschaften der ausgewählten Kommunikations-Entitäten lassen sich somit auf PDUBasis beeinflussen. Beispielhaft ist in Bild 2 die Konfiguration eines CRC-Algorithmus für die ausgewählte PDU Data03 zu sehen. Darüber hinaus wurden in dem Beispiel auch ein Rohdaten-Zugriff für eine einfache Manipulation des PDU-Inhalts in Simulink aktiviert.
Auf der Grundlage einer gewählten Konfiguration generiert das Werkzeug Code-Anteile für Kommunikationsroutinen sowie die Parameter für die verwendeten FlexRay-Controller, die für die Integration auf der dSpace-Hardware zur Verfügung stehen. Darüber hinaus werden Kommunikationsdaten extrahiert und für Matlab/Simulink aufbereitet. Sie dienen dort als Parameter für die FlexRay-Kommunikationsblöcke aus dem „RTI FlexRay Configuration Blockset“ (Bild 3).
Im zweiten Schritt wird mit Hilfe dieser Blöcke, die nun PDU-basiert sind, die Kommunikation modelliert. Unterstützt wird der Kunde besonders dadurch, dass er die Sicht auf die im FlexRay Configuration Tool ausgewählten PDUs auch in dem generierten Simulink-Modell wiederfindet. Dem Nutzer wird dadurch die Modellierung erleichtert. Alle im vorherigen Schritt konfigurierten PDU-Funktionen sind im Rahmen eines Simulink-Blocks verfügbar. Jeder PDU-Block verfügt dazu über Ein- und Ausgänge mit Simulink-Bussen, über den neben dem Datenaustausch mit dem Echtzeit-Modell auch alle konfigurierten PDU-Funktionen verfügbar sind.
Durch die Verwendung einzelner PDU-Blöcke und Simulink-Busse ist es nun möglich, die Anzahl der verwendeten Blöcke im Modell erheblich zu verringern. Dieses vereinfacht und erleichtert nicht nur die Arbeit im Vergleich zu den etablierten Signalblöcken, sondern erhöht auch die Übersichtlichkeit im Modell und den Zugang zu den PDU-spezifischen Eigenschaften (Bild 4).
Eine weitere Besonderheit der PDU ist das unter AUTOSAR eingeführte Update-Bit. Dieses soll dem Empfänger einer PDU anzeigen, ob die transportierte Information vom Sender aktualisiert wurde und somit auszuwerten ist. Falls zum Beispiel ein Frame mit mehreren PDUs über den FlexRay-Bus übertragen wird, in dem eine darin enthaltene PDU oder deren Signale sich nicht geändert haben, so steht das Update-Bit auf „0“. Dieses bedeutet, dass eine Auswertung in dem vorliegenden Zyklus nicht notwendig ist. Der Empfänger kann in diesen Fällen die PDU verwerfen, was Einsparungen in der Rechenzeit bringt, hervorgerufen durch nicht benötigtes Entpacken der Informationen. Für die Anwender, die die PDU dennoch für eine Restbussimulation auswerten wollen, wurde eine zusätzliche Funktion im FlexRay Configuration Package geschaffen. Mit Aktivierung eines IgnoreUpdate-Bit-Mechanismus erhält der Benutzer jedes Mal den Inhalt der PDU.
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