Effiziente Kommunikation zwischen Steuergeräten im Automobil
Micro Link Interface: leistungsfähig von Chip zu Chip
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
MLI in der praktischen Anwendung
Infineons Mikrocontroller TC1766 ist das Kernstück eines Systems, das die Sicherheitsstufe SIL 3 (Security Integrity Level) des Standards IEC 61508 erreicht [3]. Der Code der Hauptanwendung und der Steuerungsalgorithmus laufen auf einem 32-bit-TriCore-Prozessorkern. Für die Überwachung wird ein zweiter, vom Hauptprozessor völlig unabhängiger On-Chip-Kern verwendet, der Peripheral Control Processor (PCP). Der TC1766 ist mit dem „Stand alone“-FlexRay-Controller CIC310 über dessen MLI-Schnittstelle verbunden. Auf diesem Weg kommuniziert die ECU über das FlexRay-Netzwerk des Fahrzeugs mit den anderen Komponenten (Bild 5).
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Da die zu übertragende Datenmenge zwischen Mikrocontroller und FlexRay-Controller sehr groß sein kann, wurden einige Hardware-Mechanismen eingebaut, um die Leistung des Systems zu optimieren. Auf Seiten des CIC310 können bis zu acht DMAKanäle als eine Art interrupt-gesteuerter Zustandsautomat (State Machine) zusammengefasst werden. Diese State Machine liest automatisch von einer vorkonfigurierten Liste die empfangenen Nachrichten im Message-Speicher, decodiert den Umfang der Nutzdaten, übergibt den Inhalt der Nachricht in den internen Ausgabe-Puffer und überträgt die Header- und Nutzdaten-Informationen über die MLI-Verbindung an die CPU. Sobald alle Nachrichten übertragen wurden, werden ein MLI-Kommando-Frame gesendet und ein Interrupt ausgelöst. Dieser meldet, dass alle Datenübertragungen abgeschlossen wurden. Dank dieses „virtuellen Interrupts“ werden keine zusätzlichen externen Signale benötigt. In der Senderichtung lasssen sich mit einer ähnlichen Kombination aus DMA-Kanälen und MLI-Leitungen Nachrichten vom Mikrocontroller zum CIC310 übertragen.
Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass die Übertragung der Daten abläuft, ohne die CPU zu belasten. Zudem detektiert die MLI-Paritätsfehlererkennung etwaige Übertragungsfehler, die durch Störungen auf den elektrischen Verbindungen verursacht werden, und versendet daraufhin die Daten neu, ohne Eingreifen der CPU. Damit ist die Integrität der 44 Elektronik Daten garantiert. Auf elektrischer Ebene wird die EME (Electro Magnetic Emission) reduziert, indem die Baudrate in Lese- und Schreibrichtung so konfiguriert wird, dass sie optimal zur benötigten Bandbreite passt. Weiterhin besteht dort die Wahl zwischen einem „schwachen“, einem „mittleren“ und einem „starken“ Treiber-Modus, mit denen die Signale an das Leiterplatten-Layout angepassen werden können. Mit der MLI-Schnittstelle lassen sich Kosten und Leistung des Systems optimieren, ohne dass bei der Datenintegrität ein Kompromiss eingegangen werden muss.
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