FlexRay- und CAN-Schnittstellen für HiL-Anwendungen
Mit NI-XNET bringt National Instruments Embedded-Netzwerkschnittstellen für CAN und FlexRay auf den Markt, um damit schneller FlexRay- und CAN-Steuergeräte und -Netzwerke zu entwickeln, zu simulieren und zu testen.
Die NI-XNET-Plattform besteht aus insgesamt 14 PCI- und PXI-basierten Schnittstellenkarten für FlexRay und CAN sowie einer universellen Programmierschnittstelle für die Anwendungsentwicklung. National Instruments hat diese Plattform speziell für die anspruchsvollen Anwendungen wie Hardware-in-the-Loop (HiL) und Produktendtests konzipiert, die Hunderte von Signalen und eine Latenz unterhalb einer Millisekunde erfordern.
Die Bussysteme CAN und FlexRay nutzt die Automobilindustrie, um die Kommunikation zwischen elektronischen Steuergeräten innerhalb eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Der CAN-Bus ist bereits seit über 20 Jahren in Verwendung. Der gestiegene Bedarf an zusätzlicher Bandbreite, Synchronisation und Redundanz führte dann aber zur Einführung des FlexRay-Busses, der 20-mal schneller ist als der CAN-Bus. Hinzu kommt, dass immer mehr Entwickler eine Kombination dieser zwei Busse verwenden. Die Entwicklung von Prototyp-, Mess- und Prüfsystemen, die mit beiden Netzwerken kommunizieren können, ist jedoch anspruchsvoll und komplex.
Aus diesem Grund stellt die NI-XNET-Plattform eine einzige Programmierschnittstelle für CAN- und FlexRay-Geräte bereit, so dass sich dieselbe Software für beide Netzwerke einsetzen lässt, ohne dafür den Programm-Code umschreiben zu müssen. Um die Entwicklung von Anwendungen zu vereinfachen, wandeln die Programmierschnittstelle und die Hardware skalierte Signale in rohe Netzwerkdaten mit nativer Signaldatenbankintegration um. NI-XNET beinhaltet einen Signaldatenbank-Editor, der es ermöglicht, Datenbankdateien in standardisierten Formaten wie FIBEX oder DBC zu importieren und zu bearbeiten. Dadurch sind Ingenieure in der Lage, Entwurfsänderungen zu verwalten, die Einfluss auf die Netzwerkdaten haben. Des Weiteren besitzt die Software verfügt auch über ein Hilfsprogramm zur Busüberwachung, mit dem Entwickler Bussystemdaten einsehen, protokollieren und zur Fehlerbehandlung untersuchen können.
Zudem lässt sich die NI-XNET-Programmierschnittstelle in LabVIEW integrieren, so dass Anwender in einer grafischen Programmierumgebung auf Daten oder Signale auf Systemebene zugreifen und diese ändern können. Für den Einsatz mit dem LabVIEW-Real-Time-Module liefern die NI-XNET-Schnittstellen laut National Instruments echten Determinismus und Zuverlässigkeit, was für Anwendungen wie HiL und Produktionstests von großer Bedeutung ist.
Die im PCI- und PXI-Format erhältliche NI-XNET-Hardware beinhaltet zwei FlexRay- und zwölf CAN-Schnittstellenkarten. Diese mit einem oder zwei Anschlüssen verfügbaren Schnittstellen sollen den Anwender dabei unterstützen, die Simulationsgeschwindigkeit zu erhöhen. Dazu stellen sie für jeden Anschluss einen dedizierten Onboard-Prozessor bereit, um intensive Rechenaufgaben, wie die zyklische CAN-Nachrichtenübertragung, auszulagern. Sie bieten außerdem die bekannte DMA-Technologie für ein schnelleres »Streaming« der Daten an die Host-Anwendungen sowie reduzierten Jitter und verringerte Prozessorlasten. Die NI-XNET-Geräte stellen neben der LabVIEW- auch Programmierschnittstellen für LabWindows/CVI, C und C++. Für komplexe Systemtests, Simulationen und Prototypenerstellungen lassen sich die Schnittstellen zudem mit externen Messgeräten, Datenerfassungs- und -Bildverarbeitungsprodukten sowie den modularen PXI-Messgeräten von National Instruments, einschließlich Digitizer und Oszilloskope, synchronisieren.
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