Teil 4: FlexRay für den Datenaustausch in sicherheitskritischen Anwendungen
Serielle Bussysteme im Automobil IV
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
FlexRay beantwortet die Frage nach Determinismus und Fehlertoleranz
Die Gewissheit, dass CAN den wachsenden Anforderungen an die Datenübertragung im Automobil mittelfristig kaum mehr gerecht werden kann, führte zur Entwicklung mehrerer deterministischer und fehlertoleranter serieller Bussysteme mit höheren Datenraten. Dazu gehören zum Beispiel TTP (Time Triggered Protocol) [4], Byteflight [5] oder auch TTCAN (Time Triggered CAN) [6].
Ein wesentlicher Grund für den Erfolg von FlexRay war die Gründung des FlexRay-Konsortiums [8], in dessen Rahmen sich im Jahre 2000 die beiden Kfz-Hersteller DaimlerChrysler und BMW sowie die beiden Chiphersteller Motorola und Philips zusammenschlossen. Basierend auf dem ursprünglich von BMW entwickelten Byteflight-Bussystem schuf das FlexRay-Konsortium den herstellerübergreifenden, deterministischen und fehlertoleranten Kommunikationsstandard FlexRay mit einer Datenrate von 10 Mbit/s für äußerst sicherheits- und zeitkritische Anwendungen im Automobil.
Heute setzt sich das FlexRay-Konsortium aus sieben Core-Partnern zusammen: BMW, Bosch, DaimlerChrysler, Freescale, General Motors, Philips und Volkswagen. Nach und nach schloss sich dem FlexRay-Konsortium eine Reihe von Premium Associate Members an, wie beispielsweise Vector Informatik [7] und Associ-ate Members.
Einen wichtigen Beitrag zum Erfolg von FlexRay leistet die detaillierte Dokumentation der FlexRay-Spezifikation. Die beiden wichtigsten Spezifikationen, das Kommunikationsprotokoll und der Physical Layer, liegen im Moment in der Version 2.1 vor. Diese und weitere Spezifikationen der FlexRay-Bustechnologie stehen auf der Homepage des FlexRay-Konsortiums zum Abruf bereit [8].
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Definierter Kommunikationszyklus verbietet unkontrollierten Buszugriff
Ebenso wie bei der Datenkommunikation in einem CAN-Cluster liegt auch der Datenkommunikation in einem FlexRay-Cluster eine Multi-Master-Kommunikationsstruktur zugrunde. Allerdings dürfen die FlexRay-Knoten nicht wie bei CAN im Zuge von anwendungsbezogenen Ereignissen unkontrolliert auf den Bus zugreifen. Sie müssen sich vielmehr an einen exakt definierten Kommunikationszyklus halten, der jeder FlexRay-Botschaft ein bestimmter Zeitschlitz zuordnet (Time Division Multiple Access, TDMA) und dadurch die Sendezeitpunkte sämtlicher FlexRay-Botschaften vorgibt (Bild 1).
Die zeitgesteuerte Kommunikation sorgt nicht nur für deterministische Datenkommunikation, sondern auch dafür, dass alle Knoten eines FlexRay-Clusters unabhängig voneinander entwickelt und getestet werden können. Zudem wirkt sich das Entfernen oder die Integration von FlexRay-Knoten in ein bestehendes Cluster nicht auf den Kommunikationsablauf aus, was der in der Automobilentwicklung häufig propagierten Wiederverwendung entgegenkommt.
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- FlexRay beantwortet die Frage nach Determinismus und Fehlertoleranz
