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Automotive Ethernet Congress 2019

Nur eine Fahrzeugnetzwerktechnik – statt vieler

22. Februar 2019, 16:00 Uhr | Stefanie Eckardt

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Warum Automotive Ethernet?

Der zweite Tag des Kongresses startete mit einer Keynote von Dr. Kirsten Matheus, BMW, die den Titel »Stärkung des Fahrzeugnetzwerks trug«. Der Vortrag begann mit einer einfachen Frage: »Warum sind Sie hier?« 62 Prozent der befragten Teilnehmer gaben zur Antwort, dass sie am Kongress teilnehmen, um sich über die aktuellen Trends im Bereich Automotive Ethernet zu informieren, damit sie ihr Unternehmen dabei unterstützen können, die (richtigen) technologischen Entscheidungen zu treffen. 76 Prozent der Befragten sind überzeugt, dass Automotive Ethernet nicht nur das Fahrzeugnetzwerk der Zukunft dominieren wird, sondern auch die Fahrzeugentwicklung an sich beeinflussen wird. Fazit von Dr. Matheus: Da das Fahrzeugnetzwerk immer wichtiger wird, steigt damit die Anzahl der Netzwerkknoten und der Technologien, die diese Knoten bedienen, enorm. Die wachsende Anzahl an Technologien behindert die Stärkung des IVN – damit wird es immer schwieriger, zukünftige Anforderungen an das Auto und die Fahrzeugentwicklung zu erfüllen. Daher ist letztendlich nur ein holistische E/E-Architektur-Ansatz sinnvoll, der eine klare Strategie zu einem leistungsstarken Fahrzeugnetz beinhaltet. Automotive Ethernet bietet die richtige Toolbox dafür, das Netzwerk zu stärken. Hierfür ist eine Konsolidierung der Industrie unabdingbar.

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Anwendungsbeispiele

Auf die Keynote von Dr. Matheus folgte die Session Anwendungsbeispiele. Hier stellten zunächst Sandeep Parvatikar, Jothivel Rajendran und Jignesh Thanki ein Konzept für ein schnelles Anlaufen der der SOME/IP-Kommunikation vor. Skalierbare Service-orientierte Middleware over IP (SOME/IP) ist ein RPC-Mechanismus, der die Automotive-Anforderungen für die Kommunikation zwischen Software-Anwendungen erfüllt. Dieser Mechanismus wurde auch deshalb entwickelt, um alle Echtzeitanforderungen zu erfüllen, die für verschiedene Automobilbereiche gelten und das gesamte Bussystem im Fahrzeug ersetzen. Die SOME/IP-Protokollspezifikationen bestehen aus SOME/IP-SD für das Session-Management und SOME/IP-Transformator für die Serialisierung und Deserialisierung von Anwendungsnachrichten für den RPC. Die Schritte, die am RPC beteiligt sind, damit die Anwendung miteinander kommunizieren kann, sind:

Aufbau der SOME/IP-SD-Sitzung über einen Offer => Subscribe => Acknowledge-Mechanismus.
Nach Abschluss des Sitzungsaufbaus wird die Anwendung darüber informiert, dass für den Dienst Nachrichten gesendet/empfangen werden können.
Die Struktur der Anwendungsdaten wird in Array in Netzwerk-Byte-Reihenfolge auf dem Übertragungsweg sterilisiert und im Empfangsweg desterilisiert.

Die obigen Schritte dauern einige zehn Millisekunden, bevor die Anwendung mit der Kommunikation beginnt. Ein Netzwerk ist erst dann voll funktionsfähig, wenn jeder Client seinen Server-Service gefunden hat. Das trägt somit zur Gesamtzeit der Inbetriebnahme des Fahrzeugnetzwerks bei. Die Arbeit von Bosch ist eine Möglichkeit, den Zeitaufwand für den Aufbau der SOME/IP-Kommunikation zwischen Steuergeräten zu reduzieren.

Beispiel Nummer 2 kam aus Japan: Die Organisation Japan Automotive Software Platform and Architecture, kurz JASPAR, hat eine EMV-Vergleichsanalyse von 1-Gbit/s- und optischem Ethernet erstellt. Für Gigabit-Ethernet gibt es zwei verfügbare Technologien – nämlich elektrische und optische. Es gibt bisher jedoch keine Berichte über die Bewertung oder vergleichende Analyse der EMV-Eigenschaften der beiden Technologien auf Netzwerkebene unter den gleichen Bedingungen.

Daher arbeiten die japanischen Automobilhersteller, -Zulieferer und Halbleiterhersteller zusammen, um die Bewertung und vergleichende Analyse jeder Technologie durchzuführen. Sie haben Testmethoden, Aufbaueigenschaft und Kriterien zum Bestehen entwickelt, sowie elektrische und optische Testboards. Damit die Eigenschaften der Leiterplatten auf das Prüfergebnis einen geringstmöglichen Einfluss nehmen, wurden beide Leiterplatten vom gleichen Hersteller entworfen, von Dritten unter dem Gesichtspunkt der EMV-Gleichwertigkeit bewertet und vom gleichen Hersteller hergestellt. Ergebnisse: Die 1000BASE-T1- und 1000BASE-RH-Geräte erfüllen die Anforderungen der japanischen OEM, indem sie die Spezifikationen der IEEE und OPEN Alliance ordnungsgemäß umsetzen. Unterschiede zwischen den Technologien gab es bei der vergleichenden Analyse der Testergebnisse: elektrische Ethernet-Vorteile beim Rauschen, optische Ethernet-Vorteile bei der Störfestigkeit und Probleme des elektrischen Ethernet beim Übersprechen.

Können wir das CAN-Ökosystem verlassen?

Die letzte Präsentation des Automotive Ethernet Congress 2019 gestalten Nicolas Morand und Antoine Guittet von der Groupe PSA. Sie stellten nicht nur den Status Quo bei PSA zwei Jahre nach der Keynote von Jean-François Salessy (AEC 2017) vor, insbesondere in Hinsicht auf 100BASE-T1 sowie geschirmte und ungeschirmte Steckverbinder, sondern gaben auch einen Ausblick auf die Entwicklung von 1-Gbit/s- und Multigiga-Ethernet. Was ist in den Bereichen Infotainment und ADAS notwendig? Zudem stellten Guittet und Morand dem Publikum die Fragen: Ethernet versus LVDS – Welcher Trend ist für die nächsten Generationen der E/E-Architektur wirklich geeignet und Status 10BASE-T1S Multidrop – Können wir das CAN-Ökosystem verlassen? Diese Abschlusspräsentation überzeugte, weil Kommentare des Publikums gewünscht waren, um eine diese Themen offen zu diskutieren. Kirsten Matheus beantwortete gewohnt direkt: »Es ist keine Ermessensfrage, ob wir das CAN-Ökosystem verlassen können. Es ist eine Notwendigkeit, die wir einfach tun müssen.«