Entwurf von Vernetzungstopologien (In-Vehicle Networks)
Das Virtuelle Fahrzeug (Teil 1)
Fortsetzung des Artikels von Teil 4
Das Virtuelle Fahrzeug (Teil 1)
Bild 1 fasst diese Punkte anhand eines kleinen Beispielnetzwerkes zusammen. Die Netzwerkarchitektur kann in zwei Anteile aufgeteilt werden: Die logische Netzwerkarchitektur beschreibt die Sender/Empfänger-Relationen und legt die Konfiguration des Netzwerkes fest. Sie sagt aber noch nichts über die eigentliche physikalische Realisierung des Netzwerkes aus:
- Welche Topologieform wird gewählt (Stern, Linear, Hybrid etc.)?
- Wie wird die Terminierung realisiert?
- Wie sieht die physikalische Schnittstelle des Steuergerätes zum Kommunikationsbus aus?
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Diese Punkte sind besonders wichtig für eine korrekte Funktion des Netzwerkes. Dieser Aspekt wird durch die physikalische Netzwerkarchitektur beschrieben. Selbst wenn die logische Netzwerkarchitektur einwandfrei funktioniert, kann eine ungünstige Implementierung der physikalischen Schicht die Funktion des Netzwerkes erheblich negativ beeinflussen. Im schlimmsten Fall führt es dazu, dass die angestrebte Netzwerkarchitektur nicht realisierbar ist. Wenn ein Steuergerät (s. Bild 1) ein logisches Bit an die restlichen Steuergeräte aussendet, hängt die Signalform des an den anderen Steuergeräten (Empfängern) empfangenen Bits sehr stark von der Topologieform und den verbauten Komponenten ab. Im Gegensatz zu den idealen digitalen Übergängen der Controllersignale ist das Signalverhalten auf dem Bus, also zwischen den Steuergeräten, mit unerwünschten Oberwellen behaftet.
Punkte, welche die Signalintegrität der gesamten Topologie beeinflussen, sind:
- Topologietyp (Stern, Linear, Hybrid etc.).
- Aufbau der physikalischen Steuergeräte-Schnittstelle.
- Einsatz von EMV- und ESD-Schutzelementen (z.B. Drosseln, Varistoren).
- Kabeltypus und -länge.
- Terminierung (zentral, dezentral).
Die Qualität der Implementierung hängt somit stark von der Erfahrung bzw. dem Geschick des Netzwerkentwicklers ab und bietet viel Raum für Optimierung – aber auch für Fehler. Ein schlecht abgestimmtes System kann im schlimmsten Fall zu Fehlabtastungen des Steuergerätes führen. Die Überschwingungen können bis in den Bereich des Abtastzeitpunktes reichen. Dies verschlechtert unter Umständen die Performance des Netzwerkes erheblich und führt bei permanentem Auftreten zum Ausschluss des Steuergerätes aus der Kommunikation.
- Das Virtuelle Fahrzeug (Teil 1)
- Das Virtuelle Fahrzeug (Teil 1)
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