Steuergeräte
Mit Leistung und Harmonie im Takt
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Sicherheit geht vor
Wie bereits erwähnt, lassen sich zufällige Bitfehler durch die 4b5b-Kodierung nicht zuverlässig detektieren. Zum Schutz von Übertragungsfehlern in sicherheitskritischen Applikationen nach ISO 26262 lassen sich die Rahmen daher über eine CRC-Prüfsumme absichern. Zudem ist das Kommunikationssystem durch die Ringtopologie so ausgelegt, dass der Master nach der Übertragung durch den Ring die empfangene Botschaft mit der von ihm ursprünglich gesendeten Botschaft vergleichen und auf eine fehlerfreie oder fehlerhafte Übertragung schließen kann. Damit lässt sich im Bedarfsfall auf eine fehlerhafte Übertragung schnell reagieren.
Die Frame-ID-Bits sind durch den Master derart konfiguriert, dass eines der Bits als sogenanntes Toggle-Bit durch die Slaves interpretiert wird. Mit Hilfe des Toggle-Bits kann der Master bei einem Übertragungsfehlers ein Datenpaket erneut anfordern. Die Wiederholung der Botschaft wird im Master-Modul ohne Interaktion mit der CPU initiiert. Sendet der Master erneut eine fehlerhafte Botschaft, muss der Slave identifizieren, ob es sich um eine Wiederholung oder eine neue Botschaft mit vergleichbarem Inhalt handelt. Hierzu wird das Toggle-Bit durch den Master modifiziert. Sofern sich das Toggle-Bit einer eingehenden Botschaft zum vorigen Umlauf nicht geändert hat, muss der Slave die Botschaft nochmals übertragen. Im umgekehrten Fall verarbeitet der Slave die aktuelle Botschaft und erhält zugleich ein Signal für die erfolgreiche Übertragung der vorigen Botschaft an den Master.
Das Serial-WireRing-Konzept ermöglicht es, die Sicherheit innerhalb eines Steuergeräts zu erhöhen. Durch die permanente Synchronisation der Teilnehmer im Ring wirkt die PLL nebenbei als eine Art Watchdog. Falls der Mikrocontroller beispielsweise defekt ist und kein Datensignal auf der Schnittstelle ausgibt, kann in den Slaves keine Synchronisation erfolgen und die PLL rastet aus. Über eine Auswertung des Signals kann die Ansteuerung der Aktoren im Fehlerfall unterbunden und so das System in einen sicheren Zustand gebracht werden. Auch jeder schwere Fehler in einem Slave unterbricht den Ring und wird somit sicher erkannt.
Die Autoren:
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| Thorsten Huck |
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| studierte Elektrotechnik und Informationstechnik an der TU Karlsruhe und promovierte zum Thema Powerline Communications im Kfz. Seit 2006 arbei-tet er bei der Robert Bosch GmbH und ist derzeit in der Forschung und Vorausentwicklung von Hardware-Architekturen für elektronische Systeme mit dem Schwerpunkt Kommunikationsschnittstellen und Hardware-Partitionierung tätig. |
| Andreas Rohatschek |
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| studierte bis 1997 Elektrotechnik an der Universität Stuttgart. Bei der Robert Bosch GmbH ist er im Zentralbereich Forschung und Vorausentwicklung als Projektleiter für Hardware-Architekturen elektronischer Systeme tätig. |
| Dieter Thoss |
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| studierte Elektrotechnik an der TU Karlsruhe. Seit 1998 arbeitet er bei der Robert Bosch GmbH und ist derzeit in der Forschung und Vorausentwicklung von Hardware-Architekturen für elektronische Systeme mit den Schwerpunkten Mikrocontroller und Safety tätig. |
| Stoyan Todorov |
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| studierte Technische Informatik an der Universität Mannheim. Seit 2008 arbeitet er bei der Robert Bosch GmbH und ist derzeit in der Forschung und Vorausentwicklung von Hardware-Architekturen für elektronische Systeme mit den Schwerpunkten Hardware-Partitionierung und Consumer Electronics tätig. |
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